DE1613492A1 - Elektromotor - Google Patents

Description

^Patentanwälte: - ^,W. 618

Dp-lng.HANS-RUSCHKE _p

DIpWn₀. HEiWZ AGULAR ]§ 13492

fciünchen 27,

Sheldon Mo Wengel, Reeds bürg _r Wisconsin, T.St »Ac

Elektromotor

Die Erfindung bezieht sich auf Elektrokleinmotöre und betrifft insbesondere kleine Grleichstrom-Impulsmotore ο . . -

Es gibt zahlreiche Verwendungen für derartige Motör-e, doch ist die Verwendungsmöglichkeit der bekannten Kleinmotore sehr begrenzt, und zwar wegen der Terhältnismässig geringen Leistung, der achwachen Kraft und der teuren Ausführung und Zusammensetzung der Motore. Bei beweglichen Reklameankündigungen oder dgl» ist es' oft notwendig oder erwünscht, dass der Motor stossfrei und kontinuierlich

tagelang 1OÖ8Ö9/ÖU0

_ 2 —

tagelang mit eirtf achen Trockenbatterien ohne Wartung arbeitet© In vielen Fällen ist es auch wesentlich, dass der Motor selbststartend ist und dass er eine verhältnismässig grosse Arbeiteenergie liefert. Da Rekl ame vor richtungen oder andere von dem Motor zu treibende Vorrichtungen oft eine Wegwerfausführung haben, die nur einen geringen oder überhaupt keinen Rückgewinnungswert hat, ist es oft erwünscht oder wesentlich., dass der Motor verhältnismässig billig herzustellen ist, so dass er ohne wesentliche Verluste weggeworfen werden kann, wenn die Vorrichtung, mit der der Motor zusammenarbeitet, nicht mehr benötigt wird»

Die bekannten Gleiche tr om-Impulsmot ore erfüllen die Forderungen nicht restlos, doch gibt die erfindungsgemässe Ausführung eine Lösung der bestehenden Probleme und behebt die ΪΓ achteile der bekannten KIeinstmotore.

Der erf indungsgemässe elektrische G-leichstrom-Impulsmotor, der von kleinen Gleiche tr ombatter/ien getrieben wird, kennzeichnet sich durch einen Dauermagneten, der eine „Drehung auf einer . Achse ausführt, die senkrecht zur Polarachse dieses Magneten steht; durch mehrere kernlose Feldspulen, die symmetrisch um den Umfang der Bewegungsbahn

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des Dauermagneten angeordnet sind und die mehrere feststehende Feldmagnete Ml den, in denen kein, kernformendes magnetieeh.es Material vorhanden, ist, wobei die P öl ar achsen eier Feldspulen die Drehachse des Bauermagneten schneiden und senkrecht wo. dieser Achse stehen sowie in der Drehebene dieser Polarachse des Dauermagneten liegen, wo%ei ferner €le Feldspulen radial nach müssen "Vein der erwähnten Jörehachse in «ineir. Söi^sliien MMstand. aaigeoa^ine t dass die entgag«ng«s>ötÄteia Eaäseji 4iem hei der Drehimg säeö Uan^raiagneten seitSLich die offenen £nneM©M?en aer ielääspiale können, lad 'äm^tsh YfßTjcl^Wam^ßWL^ &HM wahlweise interfflit1;i®rent iie J'eiSäs^Mleia äeia^dhalten^ wo.

-drehen* ^:

zeichnet--sieh feasaer €iia?©h elm in. öiesem ^ehajas© Ärelalgar ®elagerts3a der sieh iaansrhäi-la Äfefe- ^ehaiases ataf dreht, die soiikreeht aar lOlaracäise des geriehtet istj, i^toei das Crshäase mehrere nach innen zur Brehadas© ©eriehtete Biardalassa aufweist, die symmetrisch «am die Drehlbahn des magneten verteilt säJidi ditirch Je einen Jjl Durchlass angeordneten ■ iringf©imgen

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Spulenhalter aus nicht magnetise hem Material, wobei die Achsen der Spulenhalter sich in der Drehachse des Dauermagneten schneiden und senkrecht zu dieser Drehachse gerichtet sindy durch eine um jeden Spulenhalter gewickelte Feldspule aus Draht, und durch eine Vorrichtung, die wahieise und intermittierend den G-leichstrom durch diese Feldspulen richtet, um die Feldspulen einzuschalten und auf diese Weise den Dauermagneten zu. drehen<>

Der neue Elektrokleinmotor weist zahlreiche Vorteile aufο

Der Elektrokleinmotor hat eine hohe Arbeitsleistung, kann ferner mit geringen Kosten hergestellt werden, ist bei allen Stellungen seines Rotors selbststartend und bewahrt für lange Verwendüngszeiten ein stossfreies und verlässliches Arbeiten» Der Motor ist aus einer Kleinstzahl von Bauteilen zusammengesetzt ₉ die sehr dauerhaft, billig und liecht herzustellen und zu montieren sindo Die grösseren Teile bestehen in der bevorzugten Ausfuhrung aus nichtmagnetischem organischen Kunststoff, z*B. Nylon oder dgl« Wegen seiner einfachen, aber neuartigen Ausführung kann der Motor als Massenerzeugnis leicht hergestellt werden..

Eine Ausführung des neuen Elektromotors ist als Brläuterungsbeispiel in den Zeichnungen dargestellt.

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In den Zeichnungen ist

!•ig© 1 eine Seitenansicht des erfindüngsgemässen Motors;

Fig· 2 eine sohaubildliche, zum Teil auseinandergezogene vergrösserte Draufsicht — etwas nach, links versetzt —der in Fig. 1 dargestellten Ausführung, wobei ein beim Motor verwendetes Zahnradgetriebe weggelassen ist;

Fig» 3 ein vergrasserter Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig«. 1, der die Stellung zwischen den Feldspulenhaltern und dem Gehäuse sowie die Stellung des Dauermagneten zum Gehäuse und den Feldspulen zeigts

Fig. 4 eine vergrösserte sehaubildliche Ansicht eines Feldspulenhalters, dessen: Drahtwicklung weggelassen ist, um das innen liegende Ende des Spulenhalters zu zeigen;

Fig· 5 eine vergrösserte !Eeilanaicht eines Teils der Motorwelle und dem mit der Motorwelle verbunden en Kommutator;

Fig» 6 eine Draufsicht auf den in Fig· 5 dargestellten Kommutator, und

Fig. 7 ist ein Querschnitt durch, den Kommutator nach Linie 7*7 der Fig. 6·

Fig· 8 bis 13 sind mehrere schamatisclie Darstellungen,

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die die Stellungs-, Punktions- und Magnetisierungsverhältnisee zwischen dem Rotor, den Feldspulen, dem Kommutator und den Bürsten oder Kontakten innerhalb des Rotors zeigen, der sich in Richtung des Uhrzeigers dreht ο Die aufeinanderfolgenden Figuren gejjen die im. Hotor vorhandenen Zustände bei Drehintervallen von annähernd 60 Grad wieder.

Das Gehäuse des Elektromotors (Figo 1 bis 3) besteht aus einer au» Hylon oder dgl. geformten runden Έ "lenplatte 10 mit drei starren aufrechten Pfeilern 11, 12 und 13, die um den Umfang der Bodenplatte 10 in 120 Srad im Abstand voneinander verteilt sind* Eine äsenf alls aus Kylonoder dgl. bestehende Deckenplatte 14 ist an den freien Enden der Pfeiler 11, 12 und 13 mit drei Schrauben 15,16, 17 (Fig· 2) befestigt, von denen sich jede Schraube nach unten durch ihren zugehprenden Pfeiler sowie durch einen Abstandsblock hindurcherstreckt, der auf der Unterseite der Bodenplatte 10 unterhalb jedes Pfeilers angegossen ist. In den Fig. 1 und 2 sind nur die beiden Abstandablocke 11a und 12a dargestellt, doch befindet sich ein den Blöcken 11a und 12a ähnlicher Abstandsblock auch unter dem" Pfeiler 13· Die unteren Enden der Schrauben 14, 15 und 16 ragen aus der Unterseite der Abstandsblöcke heraus und sind in Gewindebohrungen eingeschraubt, die sich in Radial-

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armen 18

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armen 18 einer aus Kess ing oder einem anderen Metall "bestellenden Lagerplatte 19 befindenc. Die Schrauben 15, 16 und 17befestigen auf diese Weise die Deckenplatte 14 auf den oberenEnden der Pf eiler 1I₉ 12 und 13 und befestigen gleichzeitig die Tragplatte 19 in einem. Abstand unterhalb der Bodenplatte 10 an den Unterseiten der Abstandsblöcke 11a und 12a und am dritten Abstandsbloeko .

Eine aus Kunststoff bestehende, radiale Tragansätze 21 aufweisende Tragplatte 20 isi?. in einem Abstand von der Lagerplatte' 19 unter Yerwendung Ton aufrechtefi. Zapfen 22,23 und 24 befestigt, die aus einem Stück mit der Tragplatte 20 gegossen sind. Die oberen Enden der Zapfen 22,23 und 24 sind abgesetzt und durchsetzen in zusätzlichen Radialarmen 25 der Lagerplatte 19 vorhandene Bohrungen» Das obere Ende jedes Zapfens 22_r23 und 24 ist mit dem zugehörend en Radialarm 25 durch eine SchweiBung oder,anderweitig (Fig* 2) verbunden, so dass; die Zapfen 22,23 und 24 und Infolgedessen die Tragplatte 20 fest an der Lagerplatte 19 sitzen·

Zwischen den Gehäuseplatten 10 und 14 und zwischen den aufrechten Pfeilern 11, 12 und 13 der Platte 10 sind drei in der Ausführung untereinander gleiche Peldapulenhalter 70, 71 und 72 vorhanden, die spätei¹ näher beBChrieben werden. An dieser Stelle der Beschreibung genügt der Hinweis, dass

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.1 ader

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jeder Spulenhalter 70, 71 und 72 aus einem gegossenen unmagnetischen Kunststoff, ζ „Bo Nylon "besteht und dass die Spulenhalter aufrechte Zapfen 26, 27

in
und 28 haben, die/injler Deckenplatte 14 vorhandene Bohrungen dicht passend eingreifen<> Diese Zapfen 26 ₉ 27 und 28 haben im Durchmesser verringerte obere Enden 26a, 27a und 28a (Pig» 2) , auf die eine Lagerplatte 29 und darüber eine Deckplatte 30 aufgesetzt ist. Die aus Messing oder dgl. bestehenden Platten 29 und 30 haben Bohrungen 31» die die oberen Endabschnitte der Zapfen dichtpassend aufnehmen„ Ähnlich den oberen Endabschnitten der Zapfen 22, 23 und 24 sind die entsprechenden oberen Endabschnitte der Zapfen 26, 27 und 28 festgeschraolzen oder verschweißt, um nietartige Zöpfe zu bilden, die die Lagerplatte 2-9 und die Deckplatte 30 in ihrer Stellung halten.

Der Motor hat eine axialja verlaufende Rotorwelle 35, deren oberes Ende sich in einer Bohrung 36 der Lagerplatte 29 dreht und an der Unterseite der Druckplatte 39 anliegt, und deren unteres Ende sich in einer Lagerbohrung ( nicht dargestellt ) der Lagerplatte 19 dreht. Gewünschtenfalls oder erforderlichenfalls kann die Lagerplatte 19 mit einer der Druckplatte 30 ähnlichen Druckplatte versehen sein₉ um eine Axialbewegung der Rotorwelle 35 zu

verhüten. 1 0 9 8 Q 9 / 0 U 8

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verhüten,, Die Platten 10 und 14 des Motorgehäuses haben, an ihren Mitten übergros'se Bohrungen 37 ■ (Pig· 2),-. "'die von der Welle 35frei durchsetztwerden ο Das untere Ende der Rotorwelle 35 kann in beliebiger Weise für Antriebszwecke benutzt werden. Bei der in Fig· 1 dargestellten Ausführung ist auf der Rotorwelle 35 ein Ritzel 38 befestigt, das ein · Untersetzungsgetriebe üblicher Ausführung treibt, welches zwischen der lagerplatte 19 und der Tragplatte 20 angeordnet ist und das wegen seiner bekannten. Bauart nicht näher beschrieben wird* Die Abt/riebswelle 39 &^es Sahnradgetriebes dreht sich in einer selbstsohmierenden, auf der Tragplatte 20 geformten Mittelnabe 40. Die aus Kunststoff bestehende Trägplatte 20 kann aber auch mit anderen zweckdienlichen Metällagern versehen sein, die die unteren Enden der verschiedan en,in den geweiligen Untersetzungsgetrieben verwendeten Zwischenwellen drehbarlagern. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in Pig* 2 das Untersetzungsgetriebe weggelassen worden, da dieses Setriebe keinen Teil der Erfindung bildet und seine Darstellung in Figo 2 nicht zum Verständnis der Beschreibung beiträgt»

Auf dem Mittelabsohnitt der Rotorwelle 35 ist symmetrisch ein Dauermagnet 41 befestigt, der

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vorzugsweise aus "Lotex" (WZ) — hergestellt von der General Electric Gomp. U.SoAo, — oder einem ähnlichen Material besteht· Die Polarachse des Magneten 41 steht senkrecht zur Achse der Welle 35. Der Dauermagnet 41 ist blattförmig mit vorzugsweise bogenförmig profilierten entgegengesetzten Enden (iig. 3)ο Die Ebene der Längs- oder Polarachse des Dauermagneten 41 liegt bei der Drehung der Welle und des Magneten im wesentlichen in der Mitte zwischen deii Platten. 10 und 14 und parallel zu. diesen Platten.

Oberhalb des Dauermagneten 41 und etwas oberhalb der ,Ebene der Platte 14 ist auf der Rotorwelle 35 ein Kommutator 42 (Fig. 5, 6 und 7) befestigt, der aus drei Teilen besteht, nämlich aus einem isolierenden Kern 43_f aus "Teflon" (WZ) oder dgl., der auf der Welle 35 aufgepresst ist, ferner aus einem oberen Kommutatorring 44 und aus einem unteren Kommutatorring 45. Die beiden Ringe 44 und 45 bestehen vorzugsweise aus Künz-ensilber oder einem anderen hochleitfahigen Metall, dessen Oxyde leitfähig sind. Jeder Kommutatorring hat die Form, eines Bechers. Der obere Kommutatorring 44 hat eine Endwand 46, die von der Welle 35 durch einen aufrechten, axialen, und am oberen Ende des Kernes

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"befindlichen Vorsprung 47 isoliert ist» und hat ferner eine zylindrische Wand 48, die von der Endwand 46 nach unten ragt und eine äussere Kontaktfläche von 360 Grad aufweist. An der einen Seite erstreckt sich die Wand 48 nach unten und "bildet eine Kontaktzunge 49» die das Segment eines Zylinders ist und deren lotrechte Seitenkanten 50 und 51-mindestens in einem Abstand von 120 Grad, und-vorzugsweise 124 Grad, stehen» Die Kontakt zunge 49 "bildet auf diese Weise eine zweite Kontaktflache, deren Grosse 120 bis 124 Grad beträgt. Der untere Kommutatorring 45 gleicht in seiner Ausführung dem oberen Kommutatorring 44 mit der Abweichung, das er umgekehrt angeordnet ist und um 180 Grad zum oberen Kommutatorring 44 versetzt ist. Die Endwand 52 des unteren Kommutatorringes 45 steht in der Wandmitte mit der Welle 35 in elektrischer Verbindung. Der untere Ring 45 hat eine zylindrische Wand 53 mit einer äusseren KontaktflächV von 360 Grad und eine nach oben gerichtete, der Zunge 49 des oberen Ringes 44 ähnliche Kontaktzunge 54, die eine zweite Kontaktfläche von 120 Grad bis etwa 124 Grad bildet© Der isolierende Kern 43 ist so profiliert, dass die Aus senf lache an allen Stellen zwischen den Ringen und 45 und zwischen den Zungen 49 und 54 zylindrisch

ist

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ist und den gleichen Aussendurchmesser wie die Ringe 44 und 45 und ihre Zungen hat. Die gesamte Aussenflache des Kommutators ist also glatt und völlig zylindrischο Zur Herstellung des Kommutators werden die Ringe 44 und 45 auf den Kern 43 aufgepresst oder der Kern wird zwischen den auf Abstand stehenden Ringen ga?ef geformt.

Auf der oberen Seite der Platte 14 ist

ein. aufrechter Isolierblock 55 geformt, der im Zusammenwirken mit einem Block 56 (Fig* 2) zwei rohrartige Stromzufuhrbürsten oder —kontakte 57 und 58 festhält, deren Innenenden an den 360°-Kontaktflachen liegen, die von den Wänden 48 und 53 der Ringe 44 bzw» 45 gebildet werden» Die Bürsten 57 und 58 und auch alle anderen beschriebenen Bürsten oder Kontakte bestehen vorzugsweise aus Platin, nickel, Silber-Rhodium-legierungen, Phosphorbronzen oder anderen hochwertigen Metallen. Die Bürsten 57 und 58 sind über Leiter 59 und 60 (Pig. 2) mit der positiven bzw» negativen Klemme einer Gleichstromquelle (nicht dargestellt), z„B. zwei üblichen Blitzlichtbatterien verbunden. Die Drehrichtung des Motors kann durch Umkehrung der Anschlüsse der leiter 59 und 60 umgekehrt werden» In. der nachstehendem Beschreibung ist angenommen worden, dass der leiter

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mit der positiven Klemme der Stromquelle und der Leiter 60 mit der negativen Klemme der Stromquelle verbunden ist, wie dies die Plus- und Minus-Zeichen in ]?ig» 2 zeigen. Bei diesem Anschluss der Leiter hält die Bürste 57 den oberen Ring 44 und seine Zunge 49 ständig positiv, und die Bürste 58 hält dem unteren Ring 45 und seine Zunge ZA ständig negative .

Auf den Blöcken 55 und 56 wird zwischen den stromführenden Bürsten 57 und 58 eine Jeldspulenbürste 61 in einer solchen Stellung gehalten* dass nur ihr inneres Ende lediglich auf den Zungen 49 und 54 der Ringe 44 und 45 aufliegt· Bei der Drehung der Welle 55 und des Kommutators 42 liegt dieses innere Ende zuerst an der einen Zunge und dann an der anderen Stange an. Die obere Seiteder Platte trägt auch noch zwei andere Blöcke 62 und 63 (l?ig»2), die in einem Abstand von ungefähr 120 Srad voneinander und von den Blöcken 55»56 stehen. An dem Block 62 ist eine zweite Peldspulenbürsi;« 64 in beliebiger Weise befestigt, und an dem Block 63 ist eine dritte Peldspulenbürste 65 befestigt» Die Bürsten 61, 64 und 65 sind so angeordnet, dass ihre Berührungsstellen mit dem Kommutator 42, d.h. aiit den Zungen 49 und 54 des oberen Ringes 44 b*w· des

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unteren Ringes 45 in einem Abstand von 120 Grad stehen» Die Fefspulenbürsten 64 und 65 berühren wie die Bürste 61 nur die Kontaktflächen der Kommutatorringzungen. Die Feldspul enbtirs ten 61, 64 und 65 haben Leiter 66, 67 bzwο 68, die mit den Feldspulen in der später beschriebenen Weise verbunden sind β

Jeder auf der Platte 10 geformte aufrechte Pfeiler 11, 12 und 13 (Fig· 3) hat die gleiche Querschnittsform» Pfeiler 11 hat zwei ebene Innenwände 11a und 11b gleicher Breite, die unter einem Winkel von 120 Grad divergieren» Die Pfeiler 12 und 13 haben gleiche Innenwände 12a und 12b bzw. 13a und 13b ο Benachbarte Wände life und 12 a verlaufen parallel zueinander und ihre Ebenen haben einen gleichen Abstand von der Achse der Welle 35· Die gleichen Beziehungen bestehen zwischen den. Wänden. 12b und 13a sowie 13a und lla (Fig· $) . Da die Wände Ua₉ Hb₉ 12a, 12b, 13a und 13b senkrecht zu den Platten 10 und 14 verlaufen, bilden diese Wände susammen mit den Platten 10 und 14 drei radial nach innen gerichtete Durchlässe im Gehäuse de» Motors, die symmetrisch um die Sahn des Dauermagneten 41 herum angeordnet sind, wobei die Längsachsen der Durchlässe die Achse der Welle 35 schnei-

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det. Die vier Wände jedes Durchlasses "begrenzen in jedem Durchlass einen der drei in der Ausführung gleichen Feldspulenhälter 70, 71 und 72»

Figo 4 ist eine schaübildliche Ansicht eines der drei Peldspulenjialter, und zwar von unten und vom Inneren des Halters her; Die Spulenhalter "bestehen aus gegosseneii nichtmagnetischen organischen Kunststoff, ζ,.ΒοϋΓνΙοη» Jeder Halter weist ein in Längsrichtung sich erstreckendes hohles Rohr 73 rechtwinkligen Querschnittes auf, das an seinem: Aussenende einen rechteckigen Plansch 74 hat. In. ähnlicher Weise' "befindet sich auf dem Innenende das Rohres 73 ^ein kräftiger Plansch 75» dessen . Seitenkanten 75a und 75b unter einem Winkel von 60 Grad in "bezug auf die- Längsachse des Rohres 73 (Pig. 3) abgeschrägt sind« Auf das Rohr 73 des Spulenhalters 70 ist zwischen dem Innenflansch 74 und dem Aussenf lausch 75 eine Peldspule 76 gewickelt. In der gleichen Weise sind auf die Halter 71 und "72 Peldspulen 77 und 78 gewickelte Die vier Aussenkanten der Aus sen- und Innenflansche 74 bzw ο 75 jeder Spule liegen an den Innenwänden der betreffenden Durchlässe an. Die Spulen werden von den bereits erwähnten Zapfen 26, 27 und 28 gehalten, die an den oberen Seiten der Innenflansche 75 geformt sind und

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die die Platte 14 nach oben durchsetzen. An der Unterseite jedes Flansches 75 befindet /sich ein nach unten gerichteter kurzer Zapfen 80, von denen jeder in eine entsprechende Öffnung oder Bohrung ( nicht dargestellt ) der Platte 10 eingreift ₉ wodurch das Einstellen und Befestigen der Spulenhalter und somit auch der Feldspulen erleichtert wird. Die Spulenhalter stossen in ihrer zusammengesetzten Stellung (Figo 3) an den Schrägflächen 75a und 75b aneinander β Die Spulenhalter haben in Radialrichtung nach aussen von der Achse der Welle 35 einen solchen Abstand, dass sich die entsprechenden Enden des Dauermagneten 41 bei der Drehung des Magneten. (Figo 3 und 8) in Seitenrichtung durch die offenen Innenenden der Spulenhalter und infolgedessen auch durch die offenen Luftkerne der Feldspulen 76, 77 und 78 hindurchbewegene Ein grosser Teil der Bewegungsbahii des Dauermagneten 41 liegt daher innerhalb der offenen Kerne der Spulenhalter, also an der Stelle, an der die Fluxdichte der Feldspulen bei eingeschalteten Spulen sehr hoch ist«

Alle Feldspulen 76, 77 und 78 sind in -gleicher Sichtung mit verhältnismässig feinen Kupferdraht oder dgl» gewickelte Der leiter 66 verbindet die Feldspulenbürste 61 mit dem einen Ende der FeId-

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spule 77 (Mg. 8)» In gleicher Weise verbindet der leiter 67 die Bürste 64 mit dem einen Ende der Feldspule 72, und der Leiter 68 verbindet.die Bürste 65 mit dem einen Endender Spule 70· Die anderen Enden, der Feldspulen sind mit einem gemeinsamen Leiter 85 verbundene

Die Fig» 8 bis 13 aeigen schematisch in Progressivschritten von 60 Grad die Art und Weise, in der der Motor während einer vollständigen Umdrehung arbeitetο Der Dauermagnet 41 ist auf der Welle 35 befestigt, so dass seine Polarachse mit den Mitten der Kommutatorzungen 49 und 54 fluchtet, wobei der Uordpol des Dauermagneten nahe der Zunge 49 und der Südpol des Magneten nahe der Zunge 54 liegt» Wird angenommen, dass die Zunge 49 mit der negativen Klemme der Gleichstromquelle über die Bürste 58 und die Zunge 54 mit der positiven Klemme der Gleichstromquelle über die Bürste 57 verbunden ist, und wird ferner angenommen, dass der Rotor sich am Zeitpunkt des Einschalt ens in der in Figo 8 dargestellten Stellung befindet, dann werden alle drei Feldspulen 76, 77 und 78 kurzzeitig eingeschaltet, wobei jedoch die Polarität der Feldspule 76 entgegengesetzt der Polarität der beiden anderen Spulen 77 und 78 ist, die kuzjcjzeitig eingeschaltet

werden« 10980.9/0 A 4 8-

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werden, weil beide Bürsten 61 und 62 an der Zunge 49 anliegen© Dieser Zustand besteht nur für kurze Zeit, jedoch, zieht hierbei der Südpol der Spule 77 den Nordpol des Dauermagneten 41 an, der Südpol der Spule 78 stösst den benachbarten Südpol des Magneten 41 ab, und der Nordpol der Spule 76 versucht den Südpol des Magneten anzuziehen, sodass infolgedessen der Rotor des Motors in Richtung des Uhrzeigers — dargestellt durch den Pfeil in Fig· 8 — gedreht wird. Unmittelbar nach Drehbeginn wird der Kontakt der Bürste 61 mit der Kommutatorzunge 49 unterbrochen, wodurch die Spule 77 abgeschaltet wird. Die Spulen 76 und 78 bleiben jedoch eingeschaltet«

Sobald sich der Rotor um 60 Grad von der Stellung in Figo 8 auf die Stellung in Pig. 9 gedreht hat, wird der Kontakt der Bürste 65 mit der Kommutatorz.unge 54 unterbrochen, so dass die Spule 76 abgeschaltet wird» Kurz bevor dies geschieht, hat die Bürste 61 die Kommutatorzunge 54 berührt, vt>durch die Spul· 77 abgeschaltet wird, deren Innenende nun ein JTordpol wird· In diesen in Fig· 9 dargestellten Zustand stösst das Innenende der Spule den benachbarten Nordpol des Dauermagneten ab, während das Innenende der Spule 78 sowohl den Nordpol des Dauermagneten 41 anzieht als auch dessen Südpol abstösst. Diese Kräfte dienen den Rotor»

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Es erscheint nicht notwendig, die in allen Figo 10 bis 13 dargestellten BetrietosverhäTtnisse zu "besehreiben, da für einen Fachmann die drehung des Motors offensichtlich ist, ferner die Bezeichnungen H und S die Polaritäten andeuten und ferner auch dargestellt ist, welche Spulen eingeschaltet sind mnd welche Polaritäten die Spulen hatten*

Sine Prüfung der Fig« 8 bis 15 zeigt ferner, dass in aUlen Stellungen des Motorrotors mindestens zwei Feldspulen eingeschaltet sijads dass die eingeschalteten Spulen iiaEeihe liegen und dass die Spulen entgegengesetzte Polaritäten, haben-." Diese Tatsachen sichern ein einwandfreies Anlassen, ganz gleich, in welcher Stellung der Hotor stillgesetzt worden ist.* Diese latsachen "verbürgen auch zusammen mit der beseliriebenen Ausführung und Anordnung einen stoßf reien Iiauf und eine hohe !leistung des Motors ο

Die Leistung des neuen Motors ist überraschend und unerwartet hoch. Bei einem Motor für eine Drei-Yolt-Spannung auf zwei Blitzlieht-Batterien mit je einer Feldspule von 1000 Windungen eines Kupferdrahtes Er· 37 wurde festgestellt, dass nach Dauerlauf über zwei Monate die Spannung der

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Batterie um. nur 0,75 TT gefallen, war. Während des Laufes wurden aus der Batterie nur 2 Milli-Amp. entnommen» Der Motor startete (ohne Belastung) "bei 0,6 Y und lief dann weiter Ms herunter auf 0,4 Vo Bei 3 V erzeugte der Motor ohne Getriebe ein unerwartet hohes Anzugsdrehmoment von 8 oz-ineh und mit Untersetzungsgetriebe ein Anzugsdrehmoment von 50 bis 60 oz-ineh bei einer Stromentnahme von etwa 35 Milli-Amp.

Bei einer anderen Ausführung des Motors für eine 3-V-Spannung, in der jede Feldspule eine Wicklung von 950 Windungen eines Kupferdrahtes Hr»36 hatte, betrug die normale Motordrehzahl 1 250 Umdrejhungen je Minute» Der Motor startete bei 0,6 T und lief weiter bis heru^nter zu 0,4V. Der normale Laufstrom betrug nur 2,5 Milli-Amp» Der Motor hatte mit einem, Untersetzungsgetriebe von 268 zu 1 ein Anzugsdrehmoment von 7j5 oz—inch bei einer Stromentnahme von nur 36 Milli-Amp.

Derartige Leistungen sind bisher in Gleichstrom-Kleinstmotoren noch nicht erreicht worden. Diese Tatsache zusammen mit der ausseroräentlich billigen Ausführung und der offensichtlichen Leichtigkeit und Einfachheit beim Zusammensetzen bedeuten eine hohe technische Entwicklung auf dem Gebiete der Kleinstmotoren»

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Bs ist zwar zu Erlaut erungszwecken eine "bevorzugte Ausführung dargestellt und beschrieben, doch "braucht die Zahl der Jelelspulen nicht auf drei Feldspulen abgestellt zu sein und es können auch viele andere Änderungen und Abwandlungen am Motor vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen^

Patent anaprüche 109809/0448

Claims (1)

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   P atentansprüche s

   \Elektriseher Gleichetr om-Impulsmotor, der von kleinen Gleichstrombatterien getrieben wird, gekennzeichnet durch einen Dauermagneten (41) , der eine Drehung auf einer Achse ausführt, die senkrecht aur Polarachse dieses Magneten steht; durch mehrere kernlose leidspulen (76, 77, 78), die symmetrisch um. den Umfang der Bewegungsbahn des Dauermagneten (41) angeordnet sind und die mehrere feststehende Feldmagnete "bilden, in denen kein kernfirmendes magnetisches Material vorhanden ist, wobei die Polarachsen der Feldspulen (76,77,78) die Drehachse des Dauermagneten (41) schneiden und senkrecht au dieser Achse stehen sowie in der Drehebene dieser Polarachse des Dauermagneten liegen, wobei ferner die Feldspulen (76,77,78) radial nach

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   aussen von der erwähnten Drehachse in einem solchen Abstand angeordnet sind, dass die entgegengesetzten Enden des Dauermagneten (41) "bei der Drehung des Dauermagneten (41) seitlich durch die offenen Innenenden der Peidspulen Mndurchtreten können, und durch Vorrichtungen, die wahl-weise und intermittierend die Peldspulen (76,77,78) einschalten, um den Dauermag-(41) zu drehen«.

   2 ο Motor nach. Anspruch 1, gekennzeichnet durch, ein Grehäuse mit mehreren Durchlässen, die radial nach innen'zur Drehachse (35) gerichtet und symmetrisch auf dem Drehumfang des Dauermagneten (41) 'verteilt sind, und durch einen in Jedem Durchlass !befindlichen ringförmigen .kernlosen Spulenhalter (70,71,72) aus niehtmagnetischem Haterial, auf deai eine aus Draht "bestenende Peldspule aufgewickelt ist.

   ; 3 ο Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse und die Spulennalter (70,71,72) aus niehtmagnetischem Eunststoff

   4» Elektromotor nach Ansprucn 2 oder 3»

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   dadurch gekennzeichnet» dass ein grosser Seil der Bewegungsbahn des !Magneten (41) innerhalb der offenen Kerne dieser Spulenhalter (79,71,72) liegt, wo die Fluxdichte der Feldspulen hoch ist.

   5β Elektromotor nach den Ansprüchen 2 bis

   4, daäurch gekennzeichnet, dass die inneren Endabschnitte der Spulenhalter (70,71*72) abgeschrägt sind und dass die abgeschrägten Flächen (75a,75b) jedes Spulenhalters an den abgeschrägten entgegengesetzten Flächen des nächst benachbarten Spulenhalters anliegen, wodurch die Einstellung der Spulenhalter beim Zusammensetzen des Elektromotors erleichtert wird und die inneren Endabschnitte der Spulenhalter nahe der Drehachse (55) des Dauermagneten ('4I) zu liegen kommen β

   6. Elektromotor nach den Ansprüchen 2 bis

   5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse besteht aus einer Bodenpatte (10), die im wesentlichen senk-

   ■ recht zur Drehachse des Rotors angeordnet ist; aus mehreren Abstandspfeilern (11, 12,13)» die sich aus -der Bodenplatte "(10.) parallel zur Drehachse des Dauermagneten (41) erstrecken, und aus einer Deckenplatte (14), die an den freien Enden der Pfeiler

   109809/OU8

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   (11,12,15) parallelzur Bodenplatte (10) befestigt iat, und dass die Platten und die Pf eil er zwischen sich Durchlässe 'begrenzen, in denen die Spulenhalter (70,71,72) aufgenOimen werden»

   7<> Blektromotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten und di,e Pf eiler aus einem. nichtmagHietischen Eunststoff bestehen, und die Pfeiler aus einem Stück mit mindestens der einen Platte gegossen/sind»

   8· Elektromotor nach Anspruch 6 oder Ti dadurch geke&eichnet, dass die. Spulenhalter (70,71t 72) Zapfen (80) haben, die in öffnungen der Platten (10,14) eingreifen, um die Spulenhalter in den Durchlässen einzustellen und festzuhalten·

   * 9*· Elektromotor nach den Ansprüchen 6 bis 8, &a4a*ök gekennzeichnet durch eine..¥elle (35), auf 4er der Bauermagnet (41) befestigt ist-i und durci von den Platten (10,14)! getragene Yorriohtungeai

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   (40) izum drehbaren lagern deit Welle (35)·

   I 10. Elektromotor naoh den Aniprüchen 1

   9_f däduroh gekennzeichnet »"dass »tändig nindestene ■'■". /■"■■■ y ₌ . - ; - ν ■;.■-; .■..-.-:■■

   ORIGINAL INSPECTED

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   * 26—

   zwei Feldspulen (76,77,78) beim Arbeiten des Motors eingeschaltet sind, so dass ein zwangsweises Anlassen und ein etossloeer und gleichförmiger lauf des Rotors erzielt wird. .

   11« Elektromotor nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Feldspulen. (76,77,78) in Reihe geschaltet sind und entgegengesetzte magnetische Polarität beim Arbeiten des Motors haben, so dass ein kräftiges und zwangsläufiges Drehmoment und ein stossfreier und gleichförmiger Lauf des Rotors erzielt wird.

   12» Elektromotor nach den. Ansprüchen 1 bis 11» dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feldspule in eingeschaltetem Zustand dann gehalten wird, wenn die »weite Feldspule abgeschaltet wird und das Einschalten der dritten Feldspule eingeleitet wird·

   13. Elektromotor nach den Ansprüchen 1 bis 121 dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Polarität der Feldspulen mindestens ein. Mal bei der Tollst ändigen Umdrehung des Dauermagnet en (41) umgekehrt wird.

   14· Elektromotor nach d»n Ansprüchen 1

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   13» dadurch gekennzeichnet* dass die Einschaltvor-_; richtung besteht aus einem Tön der Drehung de» Dauermagneten getriebenen Kommutators (42); aus einer Vorrichtung zum Zuführen jron Gleichstrom zu den. Kommutator, und aus einer Gruppe Ton Kontakten oder Bürsten, die elektrisch mit den Feldspulen verbunden sind und mit dem Kommutator zusammenwirken, um den Gleichstrom wahlweise und intermittierend auf die Feldspulen zu. verteilen»

   15· Elektromotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Torrichtung zum Zuführen von Gleichstrom zu dem Kommutator eine zweite Gruppe von Kontakten oder Bürsten enthält, die mit dem Kommutator zusammenwirken«.

   Ho>/Br.
   ¥ 618

   1Ö980&/Ö44Ö

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