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Die Erfindung betrifft im allgemeinen Miniatur- oder
Kleinmotoren, wie Schrittmotoren, die beispielsweise in
Büromaschinen oder Büroeinrichtungen verwendet werden.
Typische Anwendungsbereiche sind Drucker und Fernkopierer.
Die Erfindung ist allerdings auf Schrittmotoren nicht
beschränkt. Sie umfaßt auch Kleinmotoren, die für andere
Zwecke eingesetzt werden. Sie befaßt sich insbesondere mit
dem Aufbau von Spulenkörpern als Bauelemente der
Statoranordnung in solchen Motoren.
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Schrittmotoren haben eine weite Verbreitung als
Antriebe in Informationsverarbeitungsmaschinen und anderen
Einrichtungen gefunden. Typischerweise haben solche Motoren
Statoren mit axial aneinandergrenzenden oder benachbarten
Spulenkörpern, auf denen jeweils eine Wicklung aufgebracht ist. Die
Wicklungsdrähte sind mit Anschlüssen verbunden, die
angrenzend an nebeneinanderliegende Flansche der Spulenkörper
angeordnet sind und sich durch das Motorgehäuse zum Anschluß
an eine Energiequelle erstrecken. Die Bahn der
Wicklungsdrähte zu den Anschlüssen kann ungeordnet sein und
bezüglich des Motorgehäuses zu Störungen fuhren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
Ausbildung von Statorwicklungen auf Spulenkörpern in Motoren der
oben beschriebenen Art zu erleichtern und die
Wicklungsdrahtenden sicher zu lokalisieren. Ferner soll die Gefahr
vermindert werden, daß die Drähte durch das Motorgehäuse störend
beeinträchtigt werden und es zu resultierenden Kurzschlüssen
kommen kann. Schließlich soll der Ort der Anschlüsse freier
wählbar sein.
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Ein zur Anwendung der Erfindung, wie sie im Anspruch 1
angegeben ist, geeigneter Motor hat einen Stator mit zwei
axial angeordneten Wicklungen, die auf Spulenkörpern
aufgebracht sind. Jeder Spulenkörper hat an jedem der beiden
axialen Enden eines zylindrischen Kerns einen seitlichen oder
äußeren Flansch. Nach der Erfindung ist an einem Flansch
jedes Spulenkörpers eine Verlängerung vorgesehen, die sich
über die Wicklung des anderen Spulenkörpers erstreckt. Jede
Verlängerung ragt in Axialrichtung vom anderen Flansch des
betreffenden Spulenkörpers weg, und die Spulenkörper sind
derart angeordnet, daß die Verlängerungen aufeinanderzu
gerichtet sind, wobei sich die Verlängerung an einem
Spulenkörper über den Spulenkörperkern des anderen Spulenkörpers
erstreckt. Verlängerungen dieser Art erleichtern das
Bewikkeln, das Anbringen und die Verbindung der Spulendrähte mit
den Anschlüssen. In der US-A-5 004 941 ist ein herkömmlicher
Schrittmotor offenbart, der Spulenkörper mit Verlängerungen
hat, die in Axialrichtung von einem Flansch ausgehen, sich
aber nicht über den Spulenkörperkern des anderen
Spulenkörpers erstrecken.
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Ein weiterer Motor nach dem Stand der Technik und zwei
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend
beispielshalber unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen
beschrieben. Es zeigt:
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FIG. 1 eine längsgeschnittene Ansicht eines bekannten
Schrittmotors,
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FIG. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie A-A
in FIG. 1,
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FIG. 3 und 4 eine quergeschnittene und
längsgeschnittene Ansicht zum Darlegen eines Wickel- oder
Spulenkörperaufbaus nach der Erfindung,
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FIG. 5 eine perspektivische Zusammenbauansicht der
Bauelemente des Aufbaus nach FIG. 3 und 4, und
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FIG. 6 und 7 eine quergeschnittene und
längsgeschnittene Ansicht zum Darlegen eines Spulenkörperaufbaus gemäß
einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Bei einem herkömmlichen Motor, wie er in FIG. 1
dargestellt ist, besteht ein Gehäuse 1 aus einem metallischen
Werkstoff, beispielsweise weichem Stahl, und es hat die
Gestalt eines am Boden geschlossenen Hohlzylinders. Ein
ringförmiges Joch 2 aus einem ferromagnetischen Werkstoff ist
an der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses vorgesehen,
und zwar zusammen mit einem Spulenkörper 3 aus
Isoliermaterial und einer auf dem Spulenkörper 3 aufgebrachten
Wicklung 4. An seinem offenen Ende ist das Gehäuse 1 mit einer
Stimplatte 5 verschlossen.
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Ein aus einem permanentmagnetischen Werkstoff,
beispielsweise Ferrit, hergestellter Rotor 6 in Gestalt eines
Zylinders ist mit Hilfe einer Welle 7 im Gehäuse 1 und der
Stirnplatte 5 drehbar gelagert, und zwar mit Hilfe von Lagern 8.
Eine Vielzahl axial verlaufender Magnetpole (nicht gezeigt)
sind in Umfangsrichtung über den Außenumfang des Rotors 6
verteilt. Der Motor ist an einer Halterungsplatte 9
befestigt. Der Spulenkörper 3 besteht aus einem zylinderförmigen
Kern 31 mit einstückig daran ausgebildeten Flanschen an den
axialen Enden des Kerns. Einer der Flansche 32 hat einen
Abschnitt 33, an dem Anschlüsse 10 und ein gemeinsamer
Anschluß 11 angebracht sind. Die Wicklung 4 ist auf dem
Spulenkörper 3 dadurch aufgebracht, daß zunächst ein
Drahtwicklungsanfang 41 mit einem der Anschlüsse 10 verbunden wird und
ein Drahtwicklungsende 42 mit dem gemeinsamen Anschluß 11
verbunden wird. Ein weiterer Drahtwicklungsanfang 41 der
Wicklung 4, die die andere Phase bildet, wird mit dem gemeinsamen
Anschluß 11 verbunden, und das Drahtwicklungsende 42 wird mit
dem anderen Anschluß 10 verbunden. Der Abschnitt 33 ragt
durch eine Nut oder einen Schlitz 12 in der Gehäusewand nach
außen. Eine gedruckte Schaltungsplatte 13 und ein Verbinder
14 sind mit den Anschlüssen 10 und dem gemeinsamen Anschluß
11 elektrisch verbunden. Die Wicklung 11 erhält Energie über
den Verbinder 14 und die gedruckte Schaltungsplatte 13. Das
Joch 2 wird erregt durch eine Kombination der beiden Phasen
an Strom, der durch die Wicklung 4 fließt, und der Rotor 6
wird dabei veranlaßt, sich schrittweise zu drehen.
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Bei einem Schrittmotor der beschriebenen Art treten die
nachstehenden Probleme bei der Ausbildung der Wicklung 4 auf.
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Um die Wicklung 4 auf den Spulenkörper 3 zu wickeln,
wird der Drahtwicklungsanfang 41 in der Nachbarschaft des
Flansches 32 auf der Seite, wo die Anschlüsse 10 und der
gemeinsame Anschluß 11 angeordnet sind, unveränderbar
lokalisiert, wohingegen das Drahtwicklungsende 32 notwendigerweise
nicht auf der Seite des Drahtwicklungsanfangs 41 lokalisiert
sein muß und manchmal auf der Seite des anderen Flansches
lokalisiert ist. Die Folge davon ist, daß das
Drahtwicklungsende
42 mit dem Anschluß 10 oder dem gemeinsamen Anschluß 11
nur dadurch verbunden werden kann, daß dieses Ende in einem
hängenden Zustand über die Wicklung 4 geführt wird, wie es
aus FIG. 1 ersichtlich ist. Dadurch kann es zu einer
Beeinträchtigung zwischen dem Drahtwicklungsende 42 und dem
Schlitz 12 im Gehäuse 1 kommen, wobei die Gefahr eines
Kurzschlusses besteht.
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Diesem Problem kann man dadurch begegnen, daß der
Schlitz 12 in der Gehäusewandung vergrößert wird. Dies ist
allerdings nicht erwünscht, weil dadurch eine größere
Öffnung entsteht und die Möglichkeit erhöht wird, daß
Fremdkörper in das Gehäuse 1 gelangen. Darüber hinaus wird die
Festigkeit und/oder Dimensionsgenauigkeit des Gehäuses 1
vermindert. Eine Alternative besteht darin, einen Vorsprung
zum Aufhängen der Drahtenden der Wicklung 4 auf der
Innenseite des Flansches 32 auf derjenigen Seite des
Spulenkörpers 3 vorzusehen, wo die Anschlüsse 10 und der gemeinsame
Anschluß 11 angeordnet sind. Mit einer solchen Anordnung,
bei der ein Vorsprung mit hinreichender Länge vorgesehen ist,
um sowohl den Drahtwicklungsanfang als auch das
Drahtwicklungsende einzuhaken, wird jedoch die Ausbildung der
Wicklung 4 auf dem Spulenkörper 3 äußerst kompliziert. Dies kann
sogar in Ausnahmefällen zu einem Schaden an der Wicklung
fuhren.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, den
Drahtwicklungsanfang 41 und das Drahtwicklungsende 42 an einen
Abschnitt der Wicklung 4 unmittelbar unterhalb der
Anschlüsse 10 und des gemeinsamen Anschlusses 11 unter Verwendung
eines Klebemittels anzukleben. Hierbei kann es jedoch durch
eine überschüssige Menge an Klebemittel zu Problemen kommen,
und der Klebevorgang kann äußerst mühsam sein, da in einem
Miniatur- oder Kleinmotor mit einer abmessungsmäßig kleinen
Wicklung 4 nur eine begrenzte Klebefläche zur Verfügung steht.
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Wie es aus FIG. 3 und 4 hervorgeht, enthält ein erstes
Ausführungsbeispiel der Erfindung Vorsprünge 15, die an
seitwärts wegragenden Abschnitten 16 der Flansche 32 der
Spulenkörper 3 angebracht sind. Die Vorsprünge 15 erstrecken sich
axial zur Wicklungsanordnung in ihrer Gesamtheit. Die beiden
Spulenkörper 3 sind in einer solchen Art und Weise angeordnet,
daß, wenn die Vorsprünge 15 aufeinanderzu laufen, der Vorsprung
15 des einen Spulenkörpers 3 dem Spulenkern 31 des anderen
Spulenkörpers 3 gegenüberliegt.
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Bei der Montage und Fertigung der Spulenkörper 3 des
Ausführungsbeispiels nach FIG. 3 und 4 hat man zunächst zwei
Spulenkörper 3, auf die Wicklungen 4 aufgebracht sind. Die
Joche 2 werden mit der gedruckten Schaltungsplatte 13
gefertigt, auf der der Verbinder 14 zwischen den Jochen 2
angebracht ist. Die Spulenkörper 3 werden dann so montiert,
daß ihre Vorsprünge 15 aufeinanderzu gerichtet sind, und die
Joche 2 befinden sich zwischen den Spulenkörpern 3, wie es
aus FIG. 5 hervorgeht.
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Wenn die Spulenkörper 3 zusammengebaut sind, läuft der
Vorsprung 15, der an dem verlängerten Abschnitt 16 des einen
Spulenkörpers 3 vorgesehen ist, durch eine Durchgangsöffnung
17 in der gedruckten Schaltungsplatte 13 und ragt über den
Spulenkern 31 und die Wicklung 4 des anderen Spulenkörpers 3.
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Der Drahtwicklungsanfang 41 und das Drahtwicklungsende 42
können daher um die Verlängerung 15 gelegt werden.
Da die Verlängerung 15 eine hinreichend axiale Länge
haben kann, um den Drahtwicklungsanfang und das
Drahtwicklungsende anzuhaken, kann das Drahteinfädeln leicht ausgeführt
werden und ein Verlieren des Drahtes im Anschluß an das Einfädeln
wird verhindert. Weiterhin wird vermieden, daß das
Drahtwicklungsende 41 in Kontakt mit dem Schlitz 12 des Gehäuses kommen
kann, wie es in FIG. 1 und 2 gezeigt ist, weil das
Drahtwicklungsende 42 in eine Richtung gezogen werden kann, die im
wesentlichen senkrecht zur Axiallinie bei einem Platz nahe dem
Drantwicklungsanfang 41 verläuft, der sich auf der anderen
Seite des Flansches 32 befindet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach FIG. 6
und 7, sind Anschlüsse 18 an dem verlängerten Abschnitt 16
des Flansches 32 in einer solchen Art und Weise vorgesehen,
daß sie in einer Richtung senkrecht zur Axiallinie ragen.
Bei dieser Konstruktion werden die Spulenkörper 3 so
zusammengefügt, daß die beiden Joche 2 zwischen die beiden
Spulenkörper 3 gelegt werden, und zwar wie beim
Ausführungsbeispiel
nach FIG. 3 bis 5. Die gedruckte Schaltungsplatte 3
und der Verbinder 14 des vorangegangenen
Ausführungsbeispiels sind aber nicht vorhanden. Der Vorsprung 15 an dem
einen Spulenkörper 3 ragt über die Wicklung 4, die sich auf
dem anderen Spulenkörper 3 befindet, so daß der
Drahtwicklungsanfang 41 und das Drahtwicklungsende 42 leicht an der
Verlängerung 15 angehakt werden können. Es werden deshalb
die gleichen, oben erläuterten Vorteile erzielt. Der
Drahtwicklungsanfang 41 und das Drahtwicklungsende 42 werden mit
den entsprechenden Anschlüssen 18 verbunden. Eine gedruckte
Schaltungsplatte und Verbinder können mit den Anschlüssen 18
gekuppelt werden, wie es bei dem vorangegangenen
Ausführungsbeispiel der Fall ist, oder Zuleitungsdrähte können
direkt mit den Anschlüssen 18 verbunden werden.
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Die an den Spulenkörpern vorgesehenen Vorsprünge 15
sind hier als runde Stifte dargestellt und beschrieben. Die
Vorsprünge können aber auch eine andere Gestalt haben. Nuten,
Schlitze oder andere Angriffsmittel können vorgesehen sein,
um das Anhaken der Wicklungsenden zu erleichtern, wenn dies
notwendig sein sollte. Die Vorsprünge können einstückig oder
aber auch separat mit den Spulenkörpern ausgebildet sein. Man
kann verschiedenartige Vorsprungtypen vorsehen, um einen Typ
oder Typen von Vorsprüngen zum Anbringen an den Spulenkörpern
auszuwählen.