DE1272436B - Synchron-Kleinstmotor und Verfahren zur Herstellung seines mit Kurzschlussringen versehenen Polsternes - Google Patents

Description

• Synchron-Kleinstmotor und Verfahren zur Herstellung seines mit Kurzschlußringen versehenen Polsternes Die Erfindung bezieht sich auf einen Synchron-Kleinstmotor mit Hauptpolen und durch Kurzschlußringe belasteten Hilfspolen, dessen Ständer in Klauenpolbauart ausgeführt ist und bei dem die aus je einem stirnseitig angeordneten Ständerpolblech gestanzten Pole in Achsrichtung abgebogen und die Hilfspole mit stirnseitig angeordneten Kurzschlußringen belastet sind. Derartige Motoren werden mit Hysterese- oder Dauermagnetläufer ausgeführt.
• Bekannte Hysteresemotoren fertigungstechnisch einfacher Bauart, insbesondere Langsamläufer mit einer Polpaarzahl größer als 6, weisen z. B. vier Polsterne auf, und zwar zwei innere unbelastete und zwei äußere belastete. Zwischen den inneren und den äußeren Polsternen sind ringförmige Kupfer-oder Aluminium-Kurzschlußbrillen angeordnet. Bei diesen Bauformen schirmen die inneren Polsterne die äußeren zum Teil magnetisch ab, so daß der äußere belastete Fluß, der durch die Belastungsbrillen ohnehin reduziert ist, noch weiter reduziert wird. Dies zwingt dazu, daß man den magnetischen Widerstand des unbelasteten Kreises künstlich stark erhöhen muß, um den zu großen unbelasteten Fluß zu verkleinern und an den kleineren belasteten Fluß anzupassen. Dadurch wird aber der magnetische Gesamtwiderstand relativ groß und der Gesamtfluß entsprechend klein.
• Die magnetische Widerstandserhöhung erfolgt z. B. dadurch, daß entweder der radiale Luftspalt der unbelasteten Hauptpole zum Hystereseband vergrößert oder die Polbreite der unbelasteten Pole zugunsten der belasteten Pole verkleinert wird.
• Die Abschirmung der inneren, unbelasteten Pole kann dadurch beseitigt werden, daß auf jeder Seite statt zweier getrennter Polsterne nur ein Polstern angeordnet wird, der gleichzeitig die unbelasteten und belasteten Pole trägt. Bei einer bekannten Ausführung dieser Art werden zur Belastung der Pole große Kurzschlußringe vorgesehen, um die herum die belasteten Pole (außen) und die unbelasteten Pole (innen) gebogen werden. Der Aufwand an Biegearbeit für die Herstellung der Pole und an Dreharbeit für die Herstellung der Kurzschlußringe ist hierbei recht erheblich.
• Bei dem bekannten Synchron-Kleinstmotor der eingangs genannten Art, bei dem um jeden Hilfspol ein Kurzschlußring gelegt ist, erfordert die Herstellung und stirnseitige Montage der Kurzschlußringe ebenfalls einen erheblichen Aufwand.
• Es ist nun bei Spaltpolmotoren mit auf Polschenkeln angeordneter Erregerwicklung und in die Polschuhe luftspaltseitig eingesetzten Kurzschlußringen bekannt, den Herstellungsaufwand dadurch zu vermindern, daß die Kurzschlußwindungen an den abgespaltenen Polen des Ständereisenkreises angegossen bzw. angespritzt werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für die Herstellung eines Synchronmotors der eingangs genannten Art ebenfalls durch Verwendung angespritzter Kurzschlußringe zu vermindern und gleichzeitig noch eine besonders stabile Motorkonstruktion zu schaffen.
• Diese Aufgabe wird bei einem Synchron-Kleinstmotor der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kurzschlußringe in der Weise an die Hilfspole angespritzt sind, daß die den Hilfspolen benachbarten Hauptpole durch teilweises Einspritzen gehalten und gesichert sind.
• Durch das Anspritzen der Kurzschlußbrillen, z. B. aus Aluminium, wird zusätzliche Biegearbeit, wie bei dem bekannten Motor, vermieden. Der, Aufbau gestattet größere Eisenquerschnitte an den sättigungsgefährdeten Polbiegestellen als bisher, was der Motorleistung zugute kommt.
• Es liegt insbesondere bei Motoren mit Außenläufer und relativ großem Polkreisdurchmesser in der Natur der Sache, daß es nicht leicht ist, die notwendige Genauigkeit des Luftspaltes bzw. der Polanordnung zu verwirklichen. Diese Genauigkeit hat aber ausschlaggebende Bedeutung auf die Höhe der Drehmomente. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Maßhaltigkeit der Polanordnung dadurch noch verbessert werden, daß die angespritzten Kurzschlußringe über den Polkreis hochgezogen und mit entsprechenden Vertiefungen zur Aufnahme der Enden der Gegenpole versehen sind.
• Vorzugsweise sind an einzelnen Kurzschlußringen in an sich bekannter Weise Befestigungslaschen mitangespritzt, wodurch man ohne zusätzliche Arbeitsgänge eine Befestigung mit sehr guter Wärmeableitung bekommt.
• Bei einer Motorausführung nach der Erfindung braucht die Polbreite der unbelasteten Pole nur noch so weit gegen die der belasteten Pole reduziert zu werden, daß die Flußreduzierung durch die Belastungsringe kompensiert wird, so daß also die Breite der belasteten Pole gegenüber der Breite der unbelasteten Pole um den Faktor 1/cos (p breiter ist, wobei 9p die Phasendifferenz zwischen dem unbelasteten und dem belasteten Fluß ist.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem auch weitere Merkmale der Unteransprüche erläutert sind, ist in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung in der Zeichnung dargestellt.
• F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht eines 16poligen Hysteresemotors; F i g. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie A -B der F i g. 1 durch einen Kurzschlußring; F i g. 3 zeigt einen Teil des Motors mit angespritzter Befestigungslasche, und F i g. 4 und 5 zeigen zwei verschiedene Blechschnitte in natürlicher Größe.
• Mit 1 ist ein topfförmiger Außenläufer bezeichnet, der an seiner Innenseite ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Hystereseband trägt. Der Läufer 1 ist auf der Motorachse 2 befestigt. Die Achse 2 ist mit Hilfe der Sinterlager 3 gelagert, welche innerhalb einer Nabe 4 angeordnet sind. Die Nabe 4 ist beidseitig mit je einer Eindrehung 5 für je ein Ständerpolblech 6 versehen. Auf der Nabe 4 und zwischen den Ständerpolblechen 6 befindet sich eine in der Zeichnung nicht dargestellte ringförmige Erregerspule. An den Ständerpolblechen 6 sind die Pole angestanzt, so daß sich ein in F i g. 4 dargestellter Polstern ergibt. Die unbelasteten Hauptpole sind mit 7 und die belasteten Hilfspole mit 8 bezeichnet. Wie sich aus F i g. 1, 3 und 4 ergibt, sind die belasteten Hilfspole 8 breiter als die unbelasteten Hauptpole 7. Um jeden Hilfspol 8 ist ein Kurzschlußring 9 gespritzt. F i g. 2 zeigt den Querschnitt durch den Ring. Wie sich daraus ergibt, sind die Hauptpole teilweise bei 10 miteingespritzt, so daß sich eine gute Maßhaltigkeit und Stabilität erreichen läßt.
• F i g. 4 zeigt den Schnitt eines Ständerpolbleches. Mit 11 und 12 sind Ausnehmungen für den anzuspritzenden Kurzschlußring 9 vorgesehen. Ein Steg 13 ist hierbei absichtlich stehengelassen worden, damit beim Anspritzen des Kurzschlußringes 9 das Material nicht weglaufen kann. Dies wäre stets dann der Fall, wenn die Stärke der Bleche etwas unterschiedlich ist. Diese Stege 13 können so bemessen sein, daß sie sich in Sättigung befinden. Man kann sie aber auch nachträglich, zumindest zum Teil, wieder entfernen, damit sich Haupt- und Hilfsfluß nicht unzulässig stark vermischen. Dieser zusätzliche Aufwand an Nachbearbeitung kann mit einem zweiteiligen Blechschnitt vermieden werden. Beim ersten Schnitt werden nur die Bohrung 2' für die Achse und die Öffnungen 11 und 12 für die Kurzschlußringe aus einem kreisförmigen Ständerblech 6 gestanzt (Fig. 5). Anschließend werden die Kurzschlußringe angespritzt. In einem weiteren Schnitt werden dann die Pole 7 und B entsprechend F i g. 4 herausgestanzt, wobei berücksichtigt wird, daß keine Stege 13 stehenbleiben.
• F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer an einem Kurzschlußring 9 angespritzten Lasche 14 zur Befestigung des Motors und gleichzeitiger Wärmeableitung. Es können auch zwei oder mehrere solcher Laschen vorgesehen sein.
• Wie eingangs bereits erwähnt, können die Kurzschlußbrillen im Bereich X über den Polkreis hochgezogen und- mit Vertiefungen zur Aufnahme der Enden der Gegenpole versehen sein. Dadurch wird die Maßhaltigkeit ebenfalls ganz erheblich verbessert.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Synchron-Kleinstmotor mit Hauptpolen und durch Kurzschlußringe belasteten Hilfspolen, dessen Ständer in Klauenpolbauart ausgeführt ist und bei dem die aus je einem stirnseitig angeordneten Ständerpolblech gestanzten Pole in Achsrichtung abgebogen und die Hilfspole mit stirnseitig angeordneten Kurzschlußringen belastet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußringe (9) in der Weise an die Hilfspole (8) angespritzt sind, daß die den Hilfspolen (8) benachbarten Hauptpole (7) durch teilweises Einspritzen gehalten und gesichert sind.
2. 2. Synchron-Kleinstmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angespritzten Kurzschlußringe (9) über den Polkreis hochgezogen und mit entsprechenden Vertiefungen zur Aufnahme der Enden der Gegenpole versehen sind.
3. 3. Synchron-Kleinstmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einzelnen Kurzschlußringen (9) Befestigungslaschen (14) angespritzt sind.
4. 4. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der belasteten Pole (8) gegenüber der Breite der unbelasteten Pole (7) um den Faktor 1/cos 9p breiter ist, wobei qp die Phasendifferenz zwischen dem unbelasteten und dem belasteten Fluß ist.
5. 5. Synchron-Kleinstmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Polsterne aus den Ständerpolblechen (6) ein Komplettschnitt verwendet ist, bei dem durch angestanzte Stege (13), insbesondere Sättigungsstege, ein Abfließen des Materials beim Spritzvorgang verhindert ist.
6. 6. Synchron-Kleinstmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Spritzvorgang benötigten Stege (13) zumindest teilweise entfernt sind.
7. 7. Verfahren zur Herstellung eines mit Kurzschlußringen versehenen Polsternes eines Synchron-Kleinstmotors nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem scheibenförmigen Ständerpolblech (6) außer einer Bohrung (2') für die Motorachse und einem Fangstift nur die Ausnehmungen (11, 12) für die Kurzschlußringe (9) gestanzt werden, anschließend die Kurzschlußringe (9) gespritzt und in einem nachfolgenden Arbeitsgang die Pole (7, 8) unter gleichzeitiger Entfernung eventueller stehengebliebener Stege (13) herausgestanzt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 841166; deutsche Auslegeschriften Nr.1009 281, 1028 214; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1880 365; Patentschrift Nr. 28 853 des Amtes für Erfindungs-°und Patentwesen in Ost-Berlin; USA.-Patentschriften Nr. 2 487 258, 2 602103.