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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kleinmotor, insbesondere
für Spielzeug, mit einem einseitig durch einen Bürstenträger verschlossenen, als
Gehäuse und Eisenrückschluß dienenden U-förmigen Bügel aus Metallblech zur Aufnahme
eines den Anker umgebenden Magneten.
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Kleine und kleinste Motoren dieser Art werden besonders vielfältig
verwendet. Bei ihrer Ausbildung kommt es sowohl auf ein hohes Maß an Robustheit
des Aufbaus als vor allem auf eine einfache Ausbildung an, da die Herstellungskosten
des Motors vielfach den Preis des Spielzeugs, in das der Motor eingebaut werden
soll, maßgeblich beeinflussen. Die Forderung nach höchster Einfachheit der Konstruktion
richtet sich allerdings nicht nur auf die Werkstoffwahl, sondern auch auf die Art
und Weise des Zusammenbaus des Motors und dessen Einbau in das Spielzeug.
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Zum Stand der Technik gehört ein elektrischer Kleinmotor, dessen Einzelteile
unter besonderer Berücksichtigung des lamellierten Ständers einfach hergestellt
und zusammengebaut werden sollen. Diese Ausbildung ist ganz auf ein Blechpaket zugeschnitten,
dessen einzelne Scheiben mit je zwei Ausnehmungen versehen und auf die Schenkel
eines U-förmigen Bügels aufgeschoben sind. Eine solche Anordnung eignet sich jedoch
schon deshalb nicht zur Befestigung eines Ringmagneten, weil dieser dann zwei entsprechende
gegenüberliegende Ausnehmungen zum Durchtritt der verjüngten Bügelschenkelenden
aufweisen müßte. Dies erfordert aber einen beachtlichen Mehraufwand. Wäre ein einen
ringförmigen Magneten aufnehmender Rahmen nicht der Foxmgebung dieses Magneten angepaßt,
würde der Motor größer und ein zusätzlicher Füllkörper erforderlich werden, ohne
daß damit bereits auch die Frage der Befestigung des Ringmagneten gelöst wäre. Es
wird andererseits bei einem Spielzeug-Gleichstrommotor ebenfalls ein Ringmagnet
verwendet, der als Träger einen geschlitzten Eisenring aufweist, der seinerseits
wiederum die Lagerschilde auf nimmt. Diese Ausführung ist infolgedessen für viele
Verwendungszwecke zu aufwendig.
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Die Erfindung löst demgegenüber die Aufgabe, einen elektrischen Kleinmotor
mit einem äußerst geringen baulichen und montagetechnischen Aufwand zu schaffen
und dennoch den Magnetring nicht nur im Gehäuse unterzubringen, sondern zugleich
einwandfrei zu zentrieren.
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Bei einem Motor der eingangs, genannten Art wird diese Aufgabe dadurch
gelöst, däß der Magnet als ringförmiger Dauermagnet ausgebildet ist, der an seiner
Mantelfläche unmittelbar in Ausnehmungen der beiden Schenkel des U-förmigen Bügels
zentriert gelagert ist.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Motors sind darin zu sehen, daß
eine solche Gestaltung zu einer besonders geschlossenen Bauweise führt, die unter
den gestellten Bedingungen ein Höchstmaß an Betriebssicherheit verbürgt. Diesen
Gesichtspunkten kommt neben der außerordentlich leichten und billigen Bauweise des
erfindungsgemäßen Motors eine besondere Bedeutung zu.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Bügelschenkel einander
gegenüberliegende Fenster zur Aufnahme des Ringmagneten auf. Diese Ausbildung ermöglicht
eine einwandfreie axiale Fixierung des ringförmigen Dauermagneten im Gehäuse. Zur
Drehsicherung des Ringmagneten dient erfindungsgemäß ein am Bügel vorgesehener Ansatz,
der in eine Ausnehmung des Ringmagneten eingreift. Bei einem aus Metallblech gestanzten
Bügel läßt sich ein derartiger Zentrieransatz ohne weiteres vorsehen. Nach einem
weiteren Merkmal ragt der Ansatz zweckmäßig in den lichten Querschnitt eines der
Fenster des Bügels hinein.
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Eine weitere Ausgestaltung erfährt die Erfindung in der Weise, daß
der Bügelsteg mit zwei einander gegenüberliegenden und der U-Öffnung entgegengerichteten
Lappen versehen ist, die der Lagerung einer mit der Ankerwelle gekuppelten Getriebewelle
dienen. Die Erfindung trägt somit einem besonderen Erfordernis der Antriebe von
Spielzeugen Rechnung, indem sie dem Motor unmittelbar ein Getriebe angliedert, was
nicht nur fertigungstechnische Vorteile mit sich bringt, sondern zu einer weiteren
Verminderung der Baugröße führt.
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In weiterer Ausgestaltung weist der Bügelsteg das eine Lager für die
Ankerwelle auf. Eine andere Alternative sieht hingegen vor, daß die Ankerwelle durch
eine Öffnung des Bügelstegs frei hindurchgeführt und in einer an dessen angeformfen
Lappen befestigten, zur Lagerung der Getriebewelle verwendbaren Lagerplatte gelagert
ist.
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Die Gehäuseseiten können erfindungsgemäß zwischen den Bügelschenkeln
verschlossen sein, um eine besonders geschlossene Bauart zu erzielen. Zu diesem
Zweck können die Bügelschenkel durch Seitenplatten verbunden sein, und diese Seitenplatten
können wieder Fenster zur Aufnahme der Wölbung des Ringmagneten aufweisen, um die
Baugröße gering zu halten.
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Sind an dem Bügel Steckzapfen angeformt, die der Befestigung des Bürstenträgers
und/oder der Lager-und/oder Seitenplatten dienen, so führt diese Ausbildung zu einer
Vereinfachung der Montage. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können diese
Steckzapfen zur Befestigung von Teilen des Spielzeugaufbaus dienen.
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Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger
bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie an Hand der Zeichnung. Hierbei
zeigt jeweils schaubildlich F i g. 1 eine erste Ausführungsform nach dem Zusammenbau
sowie F i g. 2 in auseinandergezogener Darstellung, F i g. 3 eine zweite Ausführungsform
nach dem Zusammenbau sowie F i g. 4 in auseinandergezogener Darstellung, F i g.
5 eine gegenüber dem Motor nach F i g. 3 und 4 abgewandelte Ausführungsform nach
dem Zusammenbau sowie F i g. 6 in auseinandergezogener Darstellung, F i g: 7 die
Verbindung eines Motors mit einem Getriebeteil in zusammengebautem Zustand sowie
F i g. 8 in auseinandergezogener Darstellung.
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Der in den F i g. 1. bis 8 als Ringmagnet 1 ausgebildete Stator nimmt
den in bekannter Weise ausgebildeten Anker 2 auf, dessen Welle 3 an der Stirnseite
des Ankers 2 den Scheibenkommutator 4 trägt.
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Das Motorgehäuse besteht praktisch ausschließlich aus dem Bügel 5
aus Metallblech; z. B. einem Blechstanzteil, der U-förmig gebogen ist, wobei der
Bügelsteg mit 6 und die beiden Bügelschenkel mit 7 bezeichnet sind. In den Bügelschenkeln
7 sind Fenster 8 vorgesehen, in die sich nach dem Zusammenbau die Wölbungen des
Ringmagneten 1 einfügen, wie insbesondere
aus F i g. 1 hervorgeht.
Der Zentrierung des ringförmigen Magneten 1 innerhalb des Gehäuses dient ein in
den lichten Querschnitt des Fensters 8' (s. F i g. 2) hineinragender Ansatz 9, der
in eine Ausnehmung 10 an der Stirnseite des Ringmagneten 1 eingreift. Zum Einfügen
des Magneten 1 in den Gehäusebügel 5 werden dessen Schenkel ? leicht gespreizt und
die Elemente 9 und 10 zum Eingriff ineinander gebracht. Beim Zurückfedern der Schenkel
7 ergibt sich bereits ein ausreichend fester Sitz des Magnetringes 1, so daß dieser
den weiteren Zusammenbau des Motors nicht mehr behindert.
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An dem U-förmigen Bügel s sind Steckzapfen angeformt, von denen einige
bei 11 angedeutet sind. Diese dienen dem Zusammenbau mit beispielsweise dem Bürstenträger
12 oder den zum seitlichen Verschluß des Gehäuses bestimmten Seitenplatten 13, wie
dies insbesondere aus den F i g. 3 bis 8 hervorgeht. Auch diese Seitenplatten 13
können mit den Fenstern 8 der Bügelschenkel 7 entsprechenden Fenstern 14 versehen
sein, durch die die Wölbung des Ringmagneten 1 nach dem Zusammenbau hindurchgreift.
Die Steckzapfenverbindungen erfordern in den zu befestigenden Elementen Schlitze,
von denen einige bei 15 angedeutet sind. Die Seitenplatten 13 können selbstverständlich
auch aus an die eine oder andere Seitenkante der Schenkel 7 angeformten Lappen bestehen,
die zum Verschließen des Gehäuses nach Einführen des Magneten 1 umgebogen werden.
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An den Bügelsteg 6' des U-förmigen Gehäuseteils ist bei der Ausführungsform
nach den F i g. 7 und 8 seitlich je ein Lappen 16 angeformt und etwa rechtwinklig
entgegen der U-Öffnung abgewinkelt. Diese Lappen 16 sind wiederum mit einer Lagerplatte
18 durch Steckverbindungen 11, 15 verbunden, wie dies die F i g. 7 und 8 zeigen.
Während bei der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 der Bügelsteg 6 das eine Lager
19 für die Ankerwelle aufweist, erfolgt die Lagerung der Ankerwelle 3 bei der Ausführungsform
nach F i g. 8 in der Bohrung 20 der Lagerplatte 18. In diesem Fall ist der Bügelsteg
6' mit einer Öffnung 21 versehen, durch die die Ankerwelle 3 frei hindurchgeführt
ist.
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Die an den Bügelsteg 6' angeformten Lappen 16 sind mit je einer Lagerstelle
22 versehen, in denen die Lagerzapfen 23 einer mit 24 bezeichneten Getriebewelle
geführt sind. Auf dieser sitzt ein Zahnrad 25, das mit der Schnecke 26 (s. F i g.
8) kämmt, welche auf der Ankerwelle 3 befestigt ist.
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Die F i g. 1 und 2 zeigen einen Bürstenträger in Form eines Spritzgußteils
12 aus isolierendem Kunststoff, in dessen mit 30 bezeichneten Bohrungen die Kohlestifte
31 eingeführt sind. Zur Befestigung dienen die bei 32 dargestellten Federn, die
hierzu in Schlitze 33 des Körpers 12 eingeschoben sind, wie dies F i g. 1 zeigt.
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Eine einfachere, jedoch nicht weniger zuverlässige Ausführungsform
des Bürstenträgers zeigen die F i g. 5 bis 8 in Form einer ebenen Platte 34 aus
Hartpapiet, die mit der Steckverbindung mit dem U-Bügel dienenden Schlitzen 35 versehen
ist. Bei dieser Ausführungsform sind Bürstenfedern 36 vorgesehen, die bei 37 eine
Abwinkelung aufweisen, die der Befestigung der Bürstenfeder 36 innerhalb der weiteren
Schlitze 38 der Hartpapierplatte 34 dient. An den freien Enden der Bürstenfedern
36 sind Drahtgewebebürsten 39 vorgesehen, die, wie die F i g. 8 zeigt, in Richtung
der Kommutatorlamellen 40 gewölbt sind. Außerdem weist die Platte 34 eine der Lagerung
der Ankerwelle 3 dienende Bohrung 41 auf.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die im vorstehenden
beschriebenen und in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsformen beschränkt,
sondern es sind demgegenüber zahlreiche Abänderungen möglich, ohne daß diese vom
Grundgedanken der Erfindung abweichen. So können die Steckverbindungen zwischen
den verschiedenen Elementen beliebig abgewandelt werden, und die Steckzapfen 11
können, wie in F i g. 1, 3, 5 und 7 dargestellt ist, umgebogen oder aber auch durch
Torsion verformt sein. Besteht der Bürstenträger 12 aus einem Spritzgußteil, so
ist es zweckmäßig, an dessen dem U-Bügel 5 zugewendeter Stirnfläche eine dem Verlauf
der Schenkelenden entsprechende Führung vorzusehen. Es genügt dann im allgemeinen
je Schenkel nur ein Steckzapfen 11. Bei der Verwendung einer Hartpapierplatte 34
als Bürstenträger reichen im allgemeinen je U-Schenkel 7 zwei Steckzapfen 11 aus.