DE1218601B

DE1218601B - Synchronous micro motor with polarized rotor and attached gear

Info

Publication number: DE1218601B
Application number: DES91836A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Siegfried Franck; Dipl-Phys Gunther Vieweg
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1964-07-02
Filing date: 1964-07-02
Publication date: 1966-06-08

Description

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.Synchronous micro motor with polarized rotor and attached gear As a drive means for precision mechanical devices such. B. Clocks and counters are small synchronous motors with polarized rotor and a high number of pole pairs for safe synchronous operation in particular suitable. Such engines do not run smoothly, but backwards, because the middle one Rotor angular velocity superimposed periodic angular velocity changes are. This uneven running behavior of the polished synchronous motors leads to high Wear of the bearings and first gear wheels as well as excessive noise in the Transmission.

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.Friction brakes are already used to improve the running smoothness of geared motors been proposed, which are preferably arranged on the driving gear shaft are. As is known, the smoothness of polarized motors depends strongly on the increase the phase angle between the rotor magnetization and the rotating field of the stator.

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.Another suggestion for improving running behavior is to that in the positive connection between the active rotor part of the motor and The rotor axis is a highly elastic link to absorb torsional vibrations certain frequency is arranged. This older proposal is but a special design of the motor or the motor rotor.

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.It is also known (German Patent 597 026), the transmission to be accommodated in a closed capsule, which is also used to hold the Oil is used to lubricate the rotating transmission gears. Dive here put the wheels in an oil bath. In a special embodiment of this type is a molded fabric frame provided, in which a smaller cavity for the runner and a larger one for the Reduction gear is provided. Both rooms are separated from each other and just above the rotor shaft connected to each other. Uni to improve the noise attenuation even further, it is proposed here to manufacture the frame from molded insulating material. To this Way, the gear noise can be effectively reduced, but not that Wear of the first gear wheels and their bearings because the real cause the noise is not eliminated.

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.According to the invention, there is a new way of improving running performance by a polarized synchronous micromotor assembled with a gearbox proposed, which completely avoids the aforementioned disadvantages of the known drives. The synchronous micromotor according to the invention with polarized rotor and attached Transmission is characterized in that the runner is used to improve the smoothness of the run and the transmission, at least the first transmission stages, in a manner known per se arranged together in a closed container made of non-magnetic material are, and that the container is completely filled with oil, The measure, the runner and at least the first gear stages run in a completely sealed oil bath to leave, has a beneficial effect on the service life (due to the lubricating effect) and on the generation of noise. The mechanical load on the runner caused by the Oil bath has a very positive effect on smoothness. If necessary, the runner can be designed or designed in such a way that it has a kind of paddle wheel effect to increase his running resistance exercises.

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.The bearings are preferably of the motor axis and that running in the oil bath Gear axles are located inside the container and are lubricated by the oil. The driving out gear axis can by a known labyrinth seal be sealed. It when the container is completely closed is particularly advantageous and the transmission output takes place via a magnetic coupling known per se. as Magnetic coupling, a hysteresis coupling is particularly suitable. To a To obtain a uniform aggregate, it is useful that the aborting part the coupling is also mounted in or on the container housing.

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.The shape of the container depends essentially on the shape of the motor rotor and the size of the gearbox. The part surrounding the runner is preferably used of the housing for centering the poles of the motor. The stand of the motor is in Usually according to the shaded pole principle with loaded auxiliary poles and unloaded Executed main poles. However, the poles can also be made with a metallic or plastic injection molding compound be injected and then can the part surrounding the runner of the housing. The load goggles for the auxiliary poles are usually on both sides of the runner arranged. In the arrangement according to the invention with oil damping, it is advantageous that the short-circuit glasses only on the side facing away from the gearbox of the stand are arranged.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Prinzip dargestellt. Es sind nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Teile selbst dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is in principle shown. It is only the parts necessary to understand the invention self portrayed.

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.The stator 1 of the geared motor consists in a manner known per se from a coil 2 which is enclosed by a stator pole sheet 3. The stator pole plate 3 can be made in one or more parts. On the stator pole plate 3 are the loaded Pole 4 and unloaded pole 5 formed or attached. Poles 4 and 5 take effect claw-shaped into one another in a manner known per se. The pole arrangement can be arbitrary be. For example, there can be loaded and unloaded poles along the circumference one after the other, or the main and auxiliary poles can be combined into groups be. They are in the usual way spatially at a certain angle to each other offset. Disc-shaped short-circuit glasses are used to form the loaded auxiliary poles 4 6 is provided, which is located within the housing 3, as the drawing shows.

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.The rotor 7 of the motor has on its circumference in a manner known per se north and south poles which change in the circumferential direction. The rotor 7 is connected with its axis 8 and pinion 9 to a transmission 10 which, in the selected embodiment, consists of gears 11, 12 and 13. As stated above, the motor rotor 7 and the transmission 10 are to be closed in one For this purpose, the rotor 7 and the gear 10 are completely sealed off by a housing 14 made of a highly magnetic material. The housing 14 is filled with oil consists essentially of two parts, namely a part 17 connected to the gear shaft 16, which runs inside the housing 14 , and an annular part 18 surrounding it, which is carried by a disk part 19 and with the aid of an axis 20 in an attachment 21 of the housing 14. The driving pinion 22 is located at the free end of the axle 20. The magnetic coupling 15 can, for example, be a Hy Be steresis coupling, in which case the rotor part 17 is designed as a polarized rotor and the ring 18 as a hysteresis part.

Um wenig abzudichtende Stellen zu erhalten, sind die Lagerstellen 23, 24 und 25 der Achsen innerhalb des Gehäuses 14 angeordnet.In order to get few places to be sealed, the bearing points are 23, 24 and 25 of the axles are arranged within the housing 14.

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.The part of the housing 14 protruding into the stand 1 can be designed in this way be that the poles 4 and 5 are centered on the outer surface. As already stated, Poles 4 and 5 can be injected with metallic or plastic injection molding compound and so form part of the oil housing. This version has the advantage that the air gap between the stator poles and the rotor is kept considerably smaller can be as in the embodiment shown in the drawing; because the Wall thickness of the housing 14 is located in the air gap.

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.The embodiment shown in the drawing is only intended to reproduce the principle of the geared motor according to the invention. For the sake of clarity, the various parts of the engine are therefore not shown in real relation to one another. This applies in particular to the air gaps between rotor 7 and poles 4, 5 or rotor 17 and part 18. Of course, many modifications in the design and shape of the motor are possible.

Claims

Claims: 1. Synchronous micro motor with polarized rotor and built-on gearbox, thus not marked, which is for improvement the smoothness of the runner and the gear, at least the first gear stages, in in a manner known per se in a closed container made of primordial magnetic material are arranged together and that the container is completely filled with oil.

2. Motor according to claim 1, characterized in that the gear output has a Magnetic coupling takes place.

3. Motor according to claim 2, characterized by the use a hysteresis clutch.

4. Motor according to claim 1 to 3, characterized in that that the driving part of the coupling is mounted in the container housing.

5. Motor according to claims 1 and 2, characterized in that the runner is designed in this way or is designed so that it exerts a kind of paddle wheel action.

6. Motor according to claim 1 and 2, characterized in that the part surrounding the runner of the thin-walled Housing is used to center the poles.

7. Motor according to claim 1 and 2, characterized in that the poles are injected with metallic or plastic injection molding compound and form the part of the housing surrounding the rotor. B. Motor according to claim 1 to 7, characterized in that the short-circuit goggles are arranged on the side of the stator facing away from the gearbox in the form of a disk. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 274 053, 597 026; German explanatory documents No. 1007 420, 1138860.