DE102017121234B3 - Pancake motor - Google Patents
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Abstract
Scheibenläufermotor (10) mit einem Stator (12) und mit einem gegenüber dem Stator (12) um eine Drehachse (15) drehbar angeordneten scheibenförmigen Rotor (14), wobei der Stator (12) wenigstens einen Spulenträger (16) mit daran angeordneten Spulen (18) und der Rotor mit den Spulen (18) zusammenwirkende, entlang einer Kreisbahn (32) angeordnete Magnete (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (16) einen sich entlang einer geraden Linie (20) erstreckenden Grundabschnitt (22) und senkrecht zum Grundabschnitt (22) und parallel zueinander und zur Drehachse (15) parallel verlaufende Kernabschnitte (24) vorsieht, dass jede Spule (18) um einen Kernabschnitt (24) angeordnet ist, und dass an den freien, dem Rotor zugewandten Stirnseiten (26) der Kernabschnitte (24) Feldlenkelemente (28) vorgesehen sind, die die von den parallel zueinander, entlang einer Linie (20) angeordneten Spulen (18) erzeugten Magnetfeldern hin zu den entlang der Kreisbahn (32) angeordneten Magneten (30) umlenken.Disc rotor motor (10) with a stator (12) and with a relative to the stator (12) about a rotational axis (15) rotatably mounted disc-shaped rotor (14), wherein the stator (12) at least one coil carrier (16) with coils arranged thereon (12). 18) and the rotor with the coils (18) cooperating, along a circular path (32) arranged magnets (30), characterized in that the coil carrier (16) along a straight line (20) extending base portion (22) and perpendicular to the base portion (22) and parallel to each other and to the rotation axis (15) extending parallel core portions (24) provides that each coil (18) is arranged around a core portion (24), and that on the free, the rotor facing end faces (26 ) of the core sections (24) field-guiding elements (28) are provided, the magnetic fields generated by the parallel to each other, along a line (20) arranged coils (18) towards the along the circular path (32) arranged magnet Redirect (30).
Description
Die Erfindung betrifft einen Scheibenläufermotor mit einem Stator und einem gegenüber dem Stator drehbar angeordneten scheibenförmigen Rotor, wobei der Stator wenigstens einen Spulenträger mit daran angeordneten Spulen und der Rotor mit den Spulen zusammenwirkende, entlang einer Kreisbahn angeordnete Magnete aufweist. Bei derartigen Motoren handelt es sich insbesondere um permanenterregte Synchronmotoren.The invention relates to a pancake motor with a stator and a disc-shaped rotor rotatably arranged with respect to the stator, wherein the stator has at least one coil carrier with coils arranged thereon and the rotor cooperating with the coils, arranged along a circular path magnets. Such motors are in particular permanent-magnet synchronous motors.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Scheibenläufermotors.The invention also relates to a method for producing such a pancake motor.
Derartige Motoren werden insbesondere als Servomotoren, als Stellmotoren oder als Antriebsmotoren eingesetzt. Dabei wird das Magnetfeld des Läufers mit dem Magnetfeld des Stators so kombiniert, dass der Läufer ein Wegstück „nach vorne“ gezogen wird und vom Magnetfeld hinter sich abgestoßen wird. Hat der Läufer eine bestimmte Position erreicht, zu der er gezogen wurde, so wird umgepolt, und der Läufer wird von dieser Position nun weggedrückt und zum nächsten Magneten hingezogen. Dadurch, dass insbesondere der Stator zwei etwas versetzte Magnetfeld-Erzeuger besitzt, befindet sich immer mindestens Läufermagnet gerade „auf halbem Weg“, was eine Festlegung der Laufrichtung ermöglicht.Such motors are used in particular as servomotors, as servomotors or as drive motors. In this case, the magnetic field of the rotor is combined with the magnetic field of the stator so that the runner is pulled a distance "forward" and repelled by the magnetic field behind him. When the runner has reached a certain position to which he has been dragged, he is reversed, and the runner is now pushed away from this position and pulled towards the next magnet. The fact that in particular the stator has two slightly offset magnetic field generator, is always at least rotor magnet just "halfway", which allows a determination of the direction.
Aus der gattungsbildenden
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Scheibenläufermotor bereitzustellen, der einen vergleichsweise einfachen Aufbau aufweist und dennoch funktionssicher arbeitet.The invention has for its object to provide a pancake motor, which has a relatively simple structure and yet works reliable.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Scheibenläufermotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Folglich ist insbesondere vorgesehen, dass der Spulenträger einen sich entlang einer geraden Linie erstreckenden Grundabschnitt und senkrecht zum Grundabschnitt und parallel zueinander und zur Drehachse parallel verlaufende Kernabschnitte vorsieht, dass jede Spule um einen Kernabschnitt angeordnet ist, und dass an den freien, dem Rotor zugewandten Stirnseiten der Kernabschnitte Feldlenkelemente vorgesehen sind, die die von den parallel zueinander, entlang einer Linie angeordneten Spulen erzeugten Magnetfeldern hin zu den entlang der Kreisbahn angeordneten Magneten umlenken.This object is achieved by a pancake motor with the features of claim 1. Consequently, it is provided in particular that the coil support a along a straight line extending base portion and perpendicular to the base portion and parallel to each other and the axis of rotation parallel core sections provides that each coil to a Core portion is arranged, and that at the free, the rotor-facing end faces of the core portions field-guiding elements are provided which deflect the magnetic fields generated by the parallel to one another, arranged along a line magnetic fields toward the magnets arranged along the circular path.
Die Erfindung hat folglich den Vorteil, dass insbesondere Spulenträger Verwendung finden können, die als Spulenträger für Linearmotoren konzipiert sind. Diese Spulenträger weisen einen Grundabschnitt auf, der entlang einer geraden Linie verläuft und welcher senkrecht zum Grundabschnitt verlaufende Kernabschnitte vorsieht. Durch Vorsehen der Feldlenkelemente können die Magnetfelder, die von Spulen erzeugt werden, hin zur Kreisbahn, entlang welcher die Magnete vorgesehen sind, umgelenkt werden, so das sich ein Motor mit einem entsprechend hohen Wirkungsgrad ergibt. Die Spulenträger können vorzugsweise als an sich bekannte Blechpakete ausgebildet sein.Consequently, the invention has the advantage that, in particular, coil carriers can be used which are designed as coil carriers for linear motors. These coil carriers have a base section which runs along a straight line and which provides core sections running perpendicular to the base section. By providing the field-guiding elements, the magnetic fields generated by coils can be redirected towards the circular path along which the magnets are provided, so that a motor with a correspondingly high efficiency results. The bobbin carriers can preferably be designed as sheet metal packages known per se.
Die Magnete können dabei insbesondere an der den Spulen zugewandten Unterseite des Rotors angeordnet sein. Denkbar ist auch, dass die Magnete in den Rotor integriert sind. Die Magnete können als eigene Bauteile ausgebildet sein; denkbar ist auch, dass einzelne Teilabschnitte des Rotors entsprechend magnetisiert sind.The magnets may in particular be arranged on the underside of the rotor facing the coils. It is also conceivable that the magnets are integrated in the rotor. The magnets can be designed as separate components; It is also conceivable that individual sections of the rotor are magnetized accordingly.
Die Feldlenkelemente können dabei das Magnetfeld bündeln, sammeln, führen oder so beeinflussen, dass das Magnetfeld in geeigneter Art und Weise hin zu den Magneten gelenkt wird. Bei Magnetfeldern handelt es sich um eine vektorielle Größe mit einer Richtung und einer Intensität. Die Feldlenkelemente können beides beeinflussen, die Richtung des Magnetfeldes und dessen Intensität.The field-guiding elements can bundle, collect, guide or influence the magnetic field in such a way that the magnetic field is directed in a suitable manner towards the magnets. Magnetic fields are a vectorial magnitude with one direction and one intensity. The field steering elements can affect both the direction of the magnetic field and its intensity.
Vorteilhafterweise sind die Stirnseiten der Kernabschnitte rechteckig ausgebildet und weisen zwei Schmalseiten sowie zwei Längsseiten auf. Die Längsseiten von benachbarten Stirnseiten verlaufen dabei parallel zueinander. Die Schmalseiten von benachbarten Stirnseiten sind jeweils entlang einer geraden Linie angeordnet. Die Stirnseiten als solche weisen dabei eine Mittenachse auf, die parallel zu den Längsseiten verläuft.Advantageously, the end faces of the core sections are rectangular and have two narrow sides and two longitudinal sides. The longitudinal sides of adjacent end faces run parallel to each other. The narrow sides of adjacent end faces are each arranged along a straight line. The end faces as such have a center axis which runs parallel to the longitudinal sides.
Die Feldlenkelemente weisen jeweils eine mit der jeweiligen Stirnseite zusammenwirkende Grundfläche auf und eine mit den Magneten zusammenwirkende Gegenfläche. Die Grundfläche ist dabei von der Gegenfläche beabstandet. Dabei weist die Grundfläche eine Mittenachse auf, die vorzugsweise in der Mittenachse der jeweiligen Stirnseite liegt. Ferner weist die Gegenfläche eine Mittenachse auf, die vorzugsweise jeweils in radialer Richtung, also entlang einem durch die Drehachse des Rotors verlaufenden Strahl verläuft. Während die jeweiligen Grundflächen vorzugsweise rechteckig ausgebildet sind, können die Gegenflächen ebenfalls rechteckig ausgebildet sein.The field-guiding elements each have a base surface cooperating with the respective front side and a counter surface cooperating with the magnets. The base is spaced from the counter surface. In this case, the base has a central axis, which preferably lies in the center axis of the respective end face. Furthermore, the mating surface has a center axis which preferably extends in each case in the radial direction, that is to say along a jet extending through the axis of rotation of the rotor. While the respective base surfaces are preferably rectangular, the mating surfaces may also be rectangular.
Zur Überführung der Geometrie der Grundfläche hin zur Geometrie der Gegenfläche ist vorteilhafterweise zwischen der jeweiligen Grundfläche und der jeweiligen Gegenfläche ein Zwischenabschnitt vorgesehen, der insbesondere wendelartig ausgebildet sein kann. Durch Vorsehen solcher Zwischenabschnitte erfolgt also eine Verdrehung der jeweiligen Grundfläche hin zur jeweiligen Gegenfläche, deren Mittenachse vorzugsweise in radialer Richtung verläuft.For transferring the geometry of the base surface toward the geometry of the counter surface, an intermediate section is advantageously provided between the respective base surface and the respective mating surface, which may be formed in particular helically. By providing such Intermediate sections thus takes place a rotation of the respective base surface towards the respective mating surface, whose center axis preferably extends in the radial direction.
Ferner ist vorteilhaft, wenn zwischen zwei benachbarten Spulen jeweils ein Kernabschnitt vorgesehen ist. Ein Spulenträger dient vorzugsweise zur Aufnahme von zwei oder von drei, oder jeweils davon ein Vielfaches Spulen. Zwei oder ein Vielfaches davon Spulen werden dann vorgesehen, wenn es sich beim Motor um einen Zwei-Phasen-Synchronmotor handelt; drei Spulen oder ein Vielfaches davon, wenn es sich bei dem Motor um einen Drei-Phasen-Synchronmotor handelt.It is also advantageous if in each case a core section is provided between two adjacent coils. A bobbin is preferably used to accommodate two or three, or each of which is a multiple coils. Two or a multiple of these coils are provided when the motor is a two-phase synchronous motor; three coils, or a multiple thereof, if the motor is a three-phase synchronous motor.
Vorteilhaft ist, wenn zwei parallel zueinander verlaufende Spulenträger vorgesehen sind. Die Drehachse des Rotors verläuft dann auf einer zwischen den beiden Spulenträgern verlaufenden Mittelachse. Denkbar ist außerdem, dass drei Spulenträger vorgesehen sind, die jeweils einen Winkel von 120° einschließen. Ferner ist denkbar, dass insgesamt vier Spulenträger vorgesehen sind, die jeweils einen Winkel von 90° einschließen.It is advantageous if two mutually parallel coil carriers are provided. The axis of rotation of the rotor then runs on a central axis extending between the two coil carriers. It is also conceivable that three coil supports are provided, each including an angle of 120 °. It is also conceivable that a total of four coil supports are provided, each including an angle of 90 °.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Feldlenkelemente mittels einem 3D-Metalldruck-Verfahren hergestellt sind. Derartige Feldlenkelemente können dann einen schichtweisen Aufbau und eine Form aufweisen, die optimal an die Gegebenheiten angepasst ist.It has proven to be advantageous if the field-guiding elements are produced by means of a 3D metal-pressure method. Such field steering elements can then have a layered structure and a shape that is optimally adapted to the circumstances.
Zur funktionssicheren Anordnung der Feldlenkelemente an den Stirnseiten der Spulenträgern ist vorteilhaft, wenn die Feldlenkelemente mit diesen vergossen sind. Als Vergussmaterial kann dabei ein geeigneter Kunststoff Verwendung finden.For the functionally reliable arrangement of the field-guiding elements on the end faces of the coil carriers is advantageous if the field-guiding elements are shed with them. As potting material can find a suitable plastic use.
Der erfindungsgemäße Scheibenläufermotor kann insbesondere eine Mittendurchführung aufweisen. Dadurch können beispielsweise Leitungen, Kabel, Sichtachsen entlang der Drehachse durch den Motor hindurch geführt werden.The disc rotor motor according to the invention may in particular have a central passage. As a result, for example, lines, cables, sight axes can be guided along the axis of rotation through the motor.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Scheibenläufermotors. Das Verfahren kennzeichnet sich dadurch, dass die Feldlenkelemente als zusammenhängendes Gitter hergestellt werden, wobei das Gitter auf die Stirnseiten der Spulenträger aufgelegt und mit den Spulenträgern gefügt werden und dass dann die Gitterabschnitte zwischen den Feldlenkelementen entfernt werden. Das Herstellen des zusammenhängenden Gitters kann insbesondere mit einem 3D-Metalldruck-Verfahren erfolgen. Das Fügen des Gitters mit dem Spulenträger kann insbesondere durch Vergießen erfolgen. Das Entfernen der Gitterabschnitte zwischen den Feldlenkelementen kann insbesondere durch Schleifen erfolgen.The invention also relates to a method for producing a pancake motor according to the invention. The method is characterized in that the field-guiding elements are produced as a coherent grid, the grid being placed on the end faces of the coil carriers and joined to the coil carriers, and then the grid sections between the field-guiding elements being removed. The production of the coherent grid can be carried out in particular with a 3D metal-printing method. The joining of the grid with the coil carrier can be done in particular by casting. The removal of the grid sections between the field-guiding elements can be carried out in particular by grinding.
Ein erfindungsgemäßer Scheibenläufermotor kann insbesondere auch in einer Schwenkeinheit Verwendung finden, welchen einen Schwenkteller aufweist, der um einen definierten Verdrehwinkel verdrehbar ist. Derartige Schwenkeinheiten können beispielsweise in der Handhabungstechnik bei Robotersystemen Verwendung finden, um Handhabungskomponenten zu verschwenken.A pancake motor according to the invention can also be used, in particular, in a swivel unit which has a swivel plate, which can be rotated by a defined angle of rotation. Such pivoting units can be used, for example, in handling technology in robot systems, in order to pivot handling components.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.Further details and advantageous embodiments of the invention will become apparent from the following description, with reference to which an embodiment of the invention is described and explained in detail.
Es zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Scheibenläufermotors; -
2 ein in1 gezeigtes Feldlenkelement gemäß Ausschnitt II; und -
3 eine Vormontagestufe des Scheibenläufermotors gemäß1 .
-
1 an exploded view of a disc rotor motor according to the invention; -
2 a in1 shown field steering element according to section II; and -
3 a pre-assembly stage of the pancake motor according to1 ,
In der
Die Kernabschnitte
In
Aufgrund des Vorsehens der Feldlenkelemente
Die Stirnseiten
Wie aus dem Ausschnitt gemäß
Wie weiter aus
Bei der Ausführungsform gemäß
Die einzelnen Magnete
Anstelle des Vorsehens von zwei parallel zueinander verlaufend angeordneten Spulenträger
In der
In der
Der in den Figuren gezeigte Motor
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017121234.5A DE102017121234B3 (en) | 2017-09-13 | 2017-09-13 | Pancake motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017121234.5A DE102017121234B3 (en) | 2017-09-13 | 2017-09-13 | Pancake motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017121234B3 true DE102017121234B3 (en) | 2018-09-27 |
Family
ID=63450497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017121234.5A Active DE102017121234B3 (en) | 2017-09-13 | 2017-09-13 | Pancake motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017121234B3 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4051401A (en) * | 1975-06-02 | 1977-09-27 | William George Hayward | Magnetic loops closure elements for electric motor |
US20020008429A1 (en) | 2000-05-30 | 2002-01-24 | Hitachi Metals, Ltd. | Thin type permanent magnet generator and diskette incorporating same |
-
2017
- 2017-09-13 DE DE102017121234.5A patent/DE102017121234B3/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4051401A (en) * | 1975-06-02 | 1977-09-27 | William George Hayward | Magnetic loops closure elements for electric motor |
US20020008429A1 (en) | 2000-05-30 | 2002-01-24 | Hitachi Metals, Ltd. | Thin type permanent magnet generator and diskette incorporating same |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H02K0021120000 Ipc: H02K0021240000 |
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R020 | Patent grant now final |