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Gleichstromkleinmotor mit einem geschlossenen rohrförmigen Dauermagneten
aus keramischem Werkstoff Bei Gleichstrommotoren kleiner Leistung werden heute vielfach
zylindersegmentförmige Permanentmagnete aus keramischem Werkstoff verwendet, die
als Keramikmagnete bekannt sind. Solche Keramikmagnete haben eine sehr geringe Leitfähigkeit
für die magnetischen Kraftlinien, ihr Widerstand gegen den Magnetlinienfluß ist
fast ebenso groß wie in Luft. Eine weitere Eigenschaft der Karamikmagneten ist ihre
schlechte Bearbeitbarkeit; nach dem Sintervorgang sind sie praktisch nicht mehr
bearbeitbar. Dies bereitet beim Bau eines Gleichstrommotors mit derartigen Magneten
besondere Schwierigkeiten der mechanischen Verbindung der Magneten mit den ferromagnetischen
Teilen, die dem Rückschluß der magnetischen Kraftlinien dienen. Eine Reihe verschiedener
bekannter Ausführungsformen der Magneten und Rückschlußteile und ihrer Verbindungsweise
miteinander ist in der deutschen Auslegeschrift 1102 898 angegeben.
Danach ist es beispielsweise bekannt, als Rückschlußteil ein Rohr aus ferromagnetischem
Werkstoff, z. B. ein Stahlrohr, vorzusehen, das die Magneten koaxial als anliegender
Mantel umgibt. Wegen der schlechten Bearbeitbarkeit müssen dabei die Magneten durch
Kleben in dem sie umgebenden Rohr befestigt werden. Für die Fertigung ist dies umständlich,
denn hierbei werden zusätzliche Hilfsmittel, die die miteinander zu verklebenden
Teile genau in der erstrebten Relativlage festhalten, erforderlich. Eine Klebeverbindung
ist außerdem sowohl in ihrer Haltekraft als auch in ihrer Haltedauer nicht immer
zuverlässia. Bei anderen Motoren ist der Rückschlußteil als federnder Eisenbügel
ausgebildet, der aber zu Schwierigkeiten bei der genauen Zentrierung der Magneten
zur Motorachse führen kann. Als Verbesserung gegenüber den vorgenannten Ausführungsformen
ist es durch die genannte Auslegeschrift bekannt, mindestens zwei ringsegmentförmige
Dauermagnete aus oxydischem oder anderem Dauerinagnetwerkstoff mit mindestens zwei
ringsegmentförmigen ferromagnetischen Rückschlußschalen zu versehen und diese Teil
durch Umspritzen mit Kunststoff zu einem festen Bauteil zu vereinigen. Meßungenauigkeiten
der Dauermagneten können auf diese Weise zwar ausgeglichen werden, aber auch in
diesem Falle sind für den Zusammenbau der Magneten mit den Rückschlußteilen zusätzliche
Vorrichtungen erforderlich, und zwar nicht nur eine Spritzforin mit genauen Paßsitzflächen
für die zu umspritzenden Teile, gegebenenfalls auch noch mit einem in die Spritzform
einzusetzenden Kern (Spalte 3, Zeile 13 der genannten deutschen Auslegeschrift),
sondern auch eine Kunststoffspritzanlage. Hinzu kommt, daß die Verwendung und die
Bedienung dieses zusätzliche Geräteaufwandes auch zusätzliche Arbeit mit sich bringt.
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Es ist auch ein Gleichstromkleinmotor mit einem Cre , schlossenen
rohrförmigen Dauerinagneten aus keramischem Werkstoff und mit diesen Dauermagneten
mantelförinig fest umschließenden zylindersegmentförrnigen ferromagnetischen Rückschlußschalen
bekanntgeworden, wobei in letzteren stimseitige Fortsätze zur Aufnahme und klemmenden
Festlegung von Lagerschilden vorgesehen sind. Die Lagerschilde sind hierbei über
ihre Ansätze miteinander verschraubbar, indem sie den Trägerring radial überragen
und zur Aufnahme von Schrauben herangezogen werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ausführungsform eines derartigen
Gleichstromkleinmotors zu schaffen, die einen sehr einfachen, dabei aber auch sehr
genauen und dauerzuverlässigen Zusammenbau auch ohne zusätzlichen Aufwand mit Schraubverbindungen
od. dgl. ermöglicht.
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Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf einen Gleichstromkleinmotor
der letztgenannten Art und besteht darin, daß der Dauermagnet, die Rückschlußschalen
und die Lagerschilde ausschließlich mittels in Ausnehmungen der Lagerschilde eingebogener
zungenförmiger Haltelappen der Rückschlußschalen zu einer festen Baueinheit zusammengefügt
sind bei solcher Ausbildung der Haltelappen
und der Ausnehmungen,
daß diese beim Ineinandergreifen sowohl die Rückschlußschalen als auch die Lagerschilde
an den Dauermagneten andrücken.
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Dadurch, daß die Lagerschilde in die formschlüssige Verbindung zwischen
Magnet und Rückschlußschalen einbezogen sind, ergibt sich eine ganze Reihe bedeutender
technischer Vorteile: Die Fertigung der Aufbauteile des Motors erfordert praktisch
keinerlei Mehrarbeit. Die Haltelappen und Ausnehmungen der Rückschlußschalen können
beim Stanz- und Preßvorgang der Rückschlußschalen ohne weiteres mitgestanzt werden,
und ebenso können auch die Ausnehmungen in den gewöhnlich im Spritzgußverfahren
hergestellten Lagerschilden ohne Mehrarbeit beim Spritzvorgang mitgebildet werden.
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Auch der Zusammenbau der Einzelteile des Motors ist denkbar einfach,
und er erfordert keinerlei zusätzlichen Aufwand. Es ist keine Klebung und kein Umspritzen
mit Kunststoff erforderlich; es werden nicht einmal Halterungsmittel oder besondere
Werkzeuge beim Zusammenbau benötigt; es ist lediglich erforderlich, die Einzelteile
des Motors lose aneinanderzusetzen und die vorgesehenen Haltelappen in die ihnen
entsprechenden Ausnehmungen bis zum festen Anliegen hineinzubiegen. Gewünschtenfalls
kann man für das Hineinbiegen zwar eine Drückvorrichtung verwenden, die alle Haltelappen
gleichzeitig hineinbiegt, notwendig ist aber eine solche Vorrichtung nicht denn
das Hineindrücken der Haltelappen kann auch von Hand, beispielsweise mit einem Schraubenzieher
od. dgl., erfolgen. Wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die genannten Einzelteile
der Erfindung von vornherein noch mit Vorsprüngen und Rasten versehen werden, durch
die sie in ihrer gegenseitigen Sollstellung verdrehungssicher gehalten werden, so
ergibt dies sogar schon bei dem erwähnten losen Zusammensetzen der Einzelteile eine
erhebliche Vereinfachung, da man dann nicht einmal besondere Sorgfalt aufzuwenden
braucht, die Einzelteile auch in ihrer richtigen Winkelstellung zueinander zusammenzufügen.
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Ein ganz besonderer Vorteil des Motors nach der Erfindung besteht
aber noch darin, daß durch das Einbeziehen der Lagerschilde in die Verbindung des
Magneten mit seinen Rückschlußschalen zwangläufig auch schon die genaue Zentrierung
der Feldpole zu den Achslagern des Motorläufers erreicht ist und daß hiermit auch
ein besonderer Arbeitsvorgang zum sitzgerechten Anbringen der Lager bzw. der Lagerschilde
entfällt. Der Läufer des Motors kann schon vor dem Aneinandersetzen von Dauermagneten,
Rückschlußschalen und Lagerschilden in seine Lager eingesetzt werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine Gesamtansicht eines Kleinstmotors in vergrößertem
Maßstab, F i g. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig.
1,
Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III der F i
g. 1,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2 in einer gegenüber
der Fig. 1 verdrehten Lage und F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie
V-V der Fig. 4.
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Die Gesamtheit der Einzelteile des Motors ist aus Fig. 4 zu erkennen.,Auf
der Motorwellel ist der Anker2 unverdrehbar befestigt. Er ist in bekannter Weise
aus einzelnen Lamellen3 zusammengesetzt. Infolge der Kleinheit des Motors besteht
hierbei die Möglichkeit, die Lamellen3 durch Umgießen mit einem Kunstharz zusammenzuhalten.
Zur Lagerung des Läufers dienen Kalottenlager4 und 5, die durch Lagerstützschalen
6 und 7 gehalten sind. Die Schalen sind ihrerseits durch Druckfedern
8 und 9 gehalten. Die gesamten Lageranordnungen befinden sich in Kammern
10 und 11, die mit einem Depotfett gefüllt sind. Der Läufer ist von
einem rohrfönnigen, aus Sintermaterial bestehenden Magneten 12 umgeben. Die beschriebenen
Lageranordnungen befinden sich in Lagerschilden 13 und 14, die auf noch zu
beschreibende Art gegen die Stirnflächen des Magneten 12 gepreßt werden. Im unteren
Lagerschild 14 ist ein Raum für einen Eiehkraftregler 15 und den Koffektor
16 sowie die Bürsten 17 und 18 vorgesehen. Der Regler
15 und der Kollektor 16 sind einstückig ausgebildet.
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Wie insbesondere aus F i g. 1, 2 und 5 zu erkennen ist,
sind der Magnet 12 sowie die Lagerschilde 13
und 14 von zwei gleichen Schalen
20 mit im wesentlichen halbkreisförnügem Querschnitt umgeben. Wie aus F i
g. 3 hervorgeht, sind aus den Schalen 20 Lappen 21, 22 herausgebogen, die
axial sich erstreckende Ansätze 23 des Lagerschildes 14 untergreifen. Am
anderen Ende der Schalen 20 sind weitere Lappen 24 vorhanden, durch die der obere
Lagerschild 13
festgehalten wird. Die Lappen 24 werden erst bei der Montage
des Motors nach innen gebogen und kommen dann an die schrägliegenden Flächen
25 des oberen Lagerschildes 13 zu liegen. Hierbei werden die beiden
Lagerschilde 13 und 14 gegen die Stimseiten des Magneten 12 gepreßt. Um die
richtige Winkellage zwischen den Schalen 20 und dem Lagerschild 13 zu erhalten,
sind an diesem Führungen 26
vorgesehen, die in entsprechende Schlitze
27 der Schalen 20 bereits beim Zusammenstecken der Teile eingreifen.
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Da die Schalen 20 gleichzeitig als Rückschlußpfad für den Magnetfluß
dienen, müssen sie relativ zum Magneten 12 eine bestimmte Lage einnehmen. Das heißt,
die Trennfuge 19 zwischen den beiden Schalen muß sich im Bereich der Magnetpole
befinden. Zu diesem Zweck sind folgende Mittel vorgesehen: Am Magneten 12 ist ein
Ansatz 28 vorgesehen, der in einen entsprechenden Einschnitt 29 des
unteren Lagerschildes 14 eingreift. Die bereits genannten Ansätze 23 befinden
sich nur relativ zum Einschnitt 29
in einer solchen Lage, daß sich beim Einschieben
der Ansätze 23 in die eingebogenen Lappen 21, 22 der Schalen 20 die richtige
Lage der Schalen ergibt.
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Ebenso muß der Kollektor 16 eine bestimmte Lage relativ zum
Anker 2 aufweisen. Zu diesem Zweck sind, wie aus F i g. 5 erkennbar ist,
an dem mit dem Kollektor 16 fest verbundenen Regler Mitnehmerlappen
30, 31 angeformt, die mit der Mitnehmerfläche eines entsprechenden Ansatzes
32 am Anker zusammenwirken. Die Mitnehmerflächen sind an beiden zusammenwirkenden
Teilen derart angeordnet, daß die Schlitze der Schleiffläche des Kollektors
16
ihre richtige Lage relativ zum Magnetanker 2 haben.
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Die Bürsten 17, 18 werden durch Schraubenfedem 33, 34
in Richtung auf den Kollektor zu gedrückt. Die Bürsten sind innerhalb von Blechgehäusen
35,
36 geführt, wobei je eine Wand dieser Gehäuse lappenförmige
Ansätze 37, 38 tragen, die nach dem
Einführen der Bürsten
samt Feder umgebogen werden, wodurch die Bürsten sicher am Herausfallen gehindert
werden.