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Synchron-Kleinstmotor mit polarisiertem Läufer und angebautem Getriebe
Als Antriebsmittel für feinmechanische Geräte wie z. B. Uhren und Zähler sind Synchron-Kleinsmotoren
mit polarisiertem Läufer und hoher Polpaarzahl ihres sicheren Synchronlaufes besonders
geeignet. Solche Motoren laufen nicht gleichmäßig, sondern rückartig, da der mittleren
Läuferwinkelgeschwindigkeit periodischeWinkelgeschwindigkeitsänderungen überlagert
sind. Dieses unruhige Laufverhalten der polatisierten Synchronmotoren führt zu hohem
Verschleiß der Lager und ersten Getrieberäder sowie zu starker Geräuschbildung im
Getriebe.
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Zur Verbesserung der Laufruhe von Getriebemotoren sind bereits Reibungsbremsen
vorgeschlagen worden, die vorzugsweise an der eintreibenden Getriebewelle angeordnet
sind. Bekanntlich hängt die Laufruhe polarisierter Motoren stark mit der Zunahme
des Phasenwinkels zwischen Läufermagnetisierung und Drehfeld des Ständers zusammen.
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Ein anderer Vorschlag zur Verbesserung des Laufverhaltens geht dahin,
daß in die kraftschlüssige Verbindung zwischen aktivem Läuferteil des Motors und
Läuferachse ein hochelastisches Zwischenglied zur Aufnahme von Drehschwingungen
bestimmter Frequenz angeordnet ist. Bei diesem älteren Vorschlag handelt es sich
aber um eine besondere Ausbildung des Motors bzw. des Motorläufers.
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Es ist ferner bekannt (deutsche Patentschrift 597 026), das Getriebe
in einer geschlossenen Kapsel unterzubringen, die gleichzeitig zur Aufnahme des
Öles für die Schmierung der umlaufenden Übersetzungsräder dient. Hierbei tauchen
die Räder in ein Ölbad ein. Bei einer besonderen Ausführung dieser Art ist ein Preßstoffgestell
vorgesehen, in dem ein kleinerer Hohlraum für den Läufer und ein größerer für das
Reduziergetriebe vorgesehen ist. Beide Räume sind voneinander getrennt und nur über
die Läuferwelle miteinander verbunden. Uni die Geräuschdämpfung noch weiter zu verbessern,
wird hierbei vorgeschlagen, das Gestell aus Isolierpreßstoff zu fertigen. Auf diese
Weise kann zwar das Getriebegeräusch wirksam herabgesetzt werden, aber nicht der
Verschleiß der ersten Getrieberäder und deren Lager, weil die eigentliche Ursache
der Geräuschbildung hierbei nicht beseitigt wird.
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Gemäß der Erfindung wird ein neuer Weg zur Verbesserung des Laufverhaltens
von einem mit einem Getriebe zusammengebauten polarisierten Synchron-Kleinstmotor
vorgeschlagen, der die vorerwähnten Nachteile der -bekannten Antriebe völlig vermeidet.
Der erfindungsgemäße Synchron-Kleinstmotor mit polarisiertem Läufer und angebautem
Getriebe ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Laufruhe der Läufer
und das Getriebe, zumindest die ersten Getriebestufen, in an sich bekanilter Weise
in einem abgeschlossenen Behälter aus unmagnetischem Material gemeinsam angeordnet
sind, und daß der Behälter vollständig mit Öl gefüllt ist, Die Maßnahme, den Läufer
und zumindest die ersten Getriebestufen in einem völlig abgeschlossenen Ölbad laufen
zu lassen, wirkt sich vorteilhaft auf die Lebensdauer (infolge der Schmierwirkung)
und auf die Geräuschbildung aus. Die mechanische Belastung des Läufers durch das
Ölbad wirkt sich sehr günstig auf die Laufruhe aus. Gegebenenfalls kann der Läufer
derart ausgebildet oder gestaltet sein, daß er eine Art Schaufelradwirkung zur Erhöhung
seines Laufwiederstandes ausübt.
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Vorzugsweise sind die Lager der Motorachse und der im Ölbad laufenden
Getriebeachsen innerhalb des Behälters angeordnet und werden durch das Öl geschmiert.
Die austreibende Getriebeachse kann durch eine an sich bekannte Labyrinthdichtung
abgedichtet sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Behälter völlig abgeschlossen
ist und der Getriebeabtrieb über eine an sich bekannte Magnetkupplung erfolgt. Als
Magnetkupplung ist mit besonderem Vorteil eine Hysteresekupplung geeignet. Um ein
einheitliches Aggregat zu erhalten, ist es zweckmäßig, daß der abtreibende Teil
der Kupplung ebenfalls im oder am Behältergehäuse gelagert ist.
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Die Form des Behälters hängt im wesentlichen von der Form des Motorläufers
und der Größe des Getriebes ab. Vorzugsweise dient der den Läufer umgebende Teil
des Gehäuses zur Zentrierung der Pole des Motors. Der Ständer des Motors ist in
üblicher Weise nach dem Spaltpolprinzip mit belasteten Hilfspolen und unbelasteten
Hauptpolen ausgeführt. Die Pole können aber auch mit metallischer oder Kunststoffspritzmasse
eingespritzt sein und können dann
den den Läufer umgebenden Teil
des Gehäuses bilden. Die Belastungsbrillen für die Hilfspole sind in der Regel beiderseits
des Läufers angeordnet. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung mit Öldämpfung ist es
vorteilhaft, daß die Kurzschlußbrillen nur auf der dem Getriebe abgewandten Seite
des Ständers angeordnet sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Prinzip
dargestellt. Es sind nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Teile
selbst dargestellt.
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Der Ständer 1 des Getriebemotors besteht in an sich bekannter Weise
aus einer Spule 2, die von einem Ständerpolblech 3 umschlossen ist. Das Ständerpolblech
3 kann ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. An dem Ständerpolblech 3 sind die belasteten
Pole 4 und unbelasteten Pole 5 ausgebildet oder befestigt. Die Pole 4 und 5 greifen
in an sich bekannter Weise klauenförmig ineinander. Die Polanordnung kann beliebig
sein. Es können beispielsweise belastete und unbelastete Pole entlang des Umfanges
aufeinanderfolgen, oder es können die-Haupt- und Hilfspole zu Gruppen zusammengefaßt
sein. Sie sind in üblicher Weise räumlich um einen bestimmten Winkel gegeneinander
versetzt. Zur Bildung der belasteten Hilfspole 4 ist eine scheibenförmige Kurzschlußbrille
6 vorgesehen, die sich innerhalb des Gehäuses 3 befindet, wie die Zeichnung zeigt.
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Der Läufer 7 des Motors trägt an seinem Umfang in an sich bekannter
Weise Nord- und Südpole, die in Umfangsrichtung wechseln. Der Läufer 7 steht mit
seiner Achse 8 und Ritzel 9 mit einem Getriebe 10 in Verbindung, das bei dem gewählten
Au"sführungsbeispiel aus Zahnrädern 11,12 und 13 besteht. Wie zuvor ausgeführt,
sollen der- Motorläufer 7 und das Getriebe 10 in einem abgeschlossenen Ölbad laufen.
Zu diesem Zweck sind der Läufer 7 und das Getriebe 10 von einem Gehäuse 14
aus urmagnetischem Material umgeben, das völlig abgeschlossen ist. Das Gehäuse 14
ist mit Öl gefüllt. Um Dichtungen zu vermeiden, erfolgt der Getriebeaustrieb über
eine Magnetkupplung 15, die im wesentlichen aus zwei Teilen besteht, nämlich aus
einem mit der Getriebsachse 16 verbundenen Teil 17, welcher innerhalb des Gehäuses
14 läuft, und einem diesen umgebenden ringförmigen Teil 18, welcher
von einem Scheibenteil 19 getragen wird und mit Hilfe einer Achse 20 in einem Ansatz
21 des Gehäuses 14 gelagert ist. Am freien Ende der Achse 20 befindet sich das austreibende
Ritzel 22. Die Magnetkupplung 15 kann beispielsweise eine an sich bekannte Hysteresekupplung
sein, wobei dann der Läuferteil 17 als polarisierter Läufer und der Ring
18 als Hystereseteil ausgeführt sind.
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Um wenig abzudichtende Stellen zu erhalten, sind die Lagerstellen
23, 24 und 25 der Achsen innerhalb des Gehäuses 14 angeordnet.
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Der in den Ständer 1 hineinragende Teil des Gehäuses 14 kann so ausgebildet
sein, daß sich die Pole 4 und 5 an der Außenfläche zentrieren. Wie bereits ausgeführt,
können die Pole 4 und 5 mit metallischer oder Kunststoffspritzmasse eingespritzt
sein und so einen Teil des Ölgehäuses bilden. Diese Ausführung hat den Vorteil,
daß der Luftspalt zwischen den Ständerpolen und dem Läufer erheblich kleiner gehalten
werden kann als bei dem in der Zeichnung dargestellten-Ausführungsbeispiel; da die
Wandstärke des Gehäuses 14 sich im Luftspalt befindet.
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Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel soll lediglich
das Prinzip des erfindungsgemäßen Getriebemotors wiedergeben. Der übersicht halber
sind daher die verschiedenen Teile des Motors nicht im wirklichen Verhältnis zueinander
dargestellt. Das gilt insbesondere für die Luftspalte zwischen Läufer 7 und Polen
4, 5 bzw. Läufer 17 und Teil 18.
Selbstverständlich sind viele Abwandlungen
in der Ausbildung und in der Form des Motors möglich.