DE1932641A1

DE1932641A1 - Schrittschaltmotor

Info

Publication number: DE1932641A1
Application number: DE19691932641
Authority: DE
Inventors: Harbauer Dipl-Ing Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-06-27
Filing date: 1969-06-27
Publication date: 1971-01-14
Also published as: DE1932641B2; DE1932641C3

Description

Schrittschaltmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen mittels Gleichstromimpulsen wechselnder Polarität fortschaltbaren Schrittschaltmotor mit einer feststehenden, hohlzylindrischen Erregerspule und einem am Umfang magnetisierten innerhalb der Erregerspule drehbar gelagerten Läufer sowie zwischen Läufer und Erregerspule von den Stirnseiten des Motors her'wechselseitig hineinragenden Polzacken.
Bei einem bekannten Schrittschaltmotor der obengenannten Art (Patent 1 221 718) ist der Ständer mit Außen- und Innenpolen versehen, zwischen denen der radial gegensinnig magnetisierte, glockenförmig ausgebildete Läufer drehbar gelagert ist. Der bekannte Schrittschaltmotor hat Haupt- und Hilfspole, die mit Belastungsbrillen aus Kupfer versehen sind. Eine eindeutige Drehrichtung wird bei der bekannten Anordnung dadurch herbeigeführt, daß die Ständerpole in eine gleiche Anzahl von Haupt-und Hilfspolen unterteilt sind, die vorzugsweise in räumlich voneinander getrennten Haupt-und Hilfspolgruppen sektorweise zusammengefaßt sind.
Durch die Erfindung soll der bekannte Schrittschaltmotor in seinem Aufbau wesentlich vereinfacht werden. Dies wird auf einfache Weise bei einem Schrittschaltmotor der obengenannten Art dadurch erreicht, daß die einen Polzacken zu ihrer Mittelachse in Umfangsrichtung des Läufers asymmetrisch ausgebildet sind. Hierdurch sind wesentliche Teile des bekannten Schrittschaltmotors in Fortfall gekommen, die den bekannten Schrittschaltmotor relativ aufwendig machten, so daß er zur Lösung einfacher Antriebs- und Schaltprobleme, wie z.B. das synchrone Weiterschalten einer Nockenwalze, wenig geeignet war. Ein gutes Betriebsverhalten ftir den erfindungsgemäßen Schrittschaltmotor hat sich dadurch ergeben, daß die einen Polzacken quer zur Mittelachse den halben Querschnitt der anderen Polzacken haben. Hierbei ist eine konstruktiv einfache Lösung darin zu sehen, daß die Kanten der einen Polzacken auf ihren einen Seiten acheparallel und auf ihren anderen Seiten im spitzen Winkel zu ersteren Kanten verlaufen. Um auf einfache Weise eine sichere Festlegung des Luftspaltes zwischen Läufer und Polzacken zu erhalten, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung in dem die Polzacken halternden Polblech eine Nadel zur einseitigen Lagerung des Rotors eingepreßt. Werden die Polzacken im Spulenkörper der Erregerspule geführt, so ergibt sich eine eindeutige Zuordnung vom Läufer zu den Polblechen und Spulenkörper.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 den erfindungsgemäßen Schrittschaltmotor in auseinandergezogener Darstellung und Fig. 2 einen in ähnlicher Weise aufgebauten Schrittschaltmotor im Schnittbild mit einseitiger Lagerung des Läufers.
Die schematische Darstellung nach Fig. 1 zeigt die Erregerspule 1 und die mit den Polblechen 2 bzw. 3 verbundenen Polzacken 4 und 5. Die Polzacken 4 bzw. 5 liegen im eingeschobenen Zustand an der Innenwandung der Spule 1 an, wobei die Polbleche 2 und 3, die gleichzeitig zur Lagerung des Läufers 6 dienen, die Stirnseiten des Motors begrenzen. Ein Gehäuse bzw. ein magnetischer hiickschluß fUr den erfindungsgemäßen Schrittschaltmotor ist in Fig. 1 nicht dargestellt, Die Polzacken 5 sind gemäß der Erfindung zu der gestrichelt angedeuteten Mittelachse 7 der Polzacken 4 bzw. 5 asymmetrisch in Umfangerichtung des Läufers 6 ausgebildet. Wie Fig. 1 zeigt, haben die Polzacken 5 quer zur Mittelachse den halben Querschnitt der Polzacken 4. Die Kanten 8 der Polzacken 5 liegen achsparallel, wobei die Kanten 9 im spitzen Winkel zu ersteren Kanten 8 liegen. Die Kanten 8 liegen an den einen Seiten der Polzacken, wobei die Kanten 9 jeweils zwischen zwei Kanten 8 liegen. Im Ausftihrungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Polzacken 4 aus einem topfförmig ausgebildeten Polblech 2 herausgebogen, das das Gehäuse für den Schrittschaltmotor 1 bildet. Die Polzacken 5 sind aus dem deckelförmig ausgebildeten Polblech 3 herausgebogen. Mit dem Polblech 2 ist gleichzeitig eine Nadel 12 verpreßt, die als Lagernadel für den Läufer 6 dient. Der Läufer 6 hat hierzu eine Zylinderbohrung 10, die über die Nadel12 greift. Das Ritzel des Läufers 6 ist mit 11 bezeichnet. Die Befestigung zwischen das Gehäuse bildendem Polblech 2 und den Deckel darstellendem Plblech 3 ist nicht dargestellt.
Im Ausführungsbeispiel sind jeweils vier asymmetrische Polzacken dargestellt. ntsprechend der Anzahl der asymmetrischen Polzacken ändert sich der Winkel zwischen den Nullpunkten der statischen Lauferkennlinie und den Nullpunkten der resultierenden Kennlinie.
Das Anlaufmoment aus der stabilen Mullage der statischen Läufer kennlinie ist abhängig von der Zahl der asymmetrischen Polzacken.
Wird nun ein Gleichstromimpuls auf die Erregerspule 1 gegeben, so stellt sich der Läufer gedämpft schwingend auf seinen Arbeitspunkt ein. Dauer und Anzahl der Schwingungen hängen vom Trägheitsmoment des Läufers und der Lagerreibung ab. Nach Impulsunterbrechung und erneuter umgepolter Impulsgabe müssen die Schwingungen so weit abgeklungen sein, daß der Rotor ein positives Drehmoment erfährt. Je größer die Anzahl der asynmetriochen Pole ist, desto schneller stellt sich der Rotor auf den stabilen Punkt der statischen Läuferkennlinie ein, d.h. bei neuer Impulsgabe wird der Läufer in positiver Drehrichtung weiterbewegt. Es besteht somit eine Abhängigkeit zwischen maximaler Schrittzahl pro Sekunde und der Zahl der asymmetrischen Pole.
Eine höhere Schrittfrequenz kann erreicht werden, sofern für eine größere Dämpfung der Schwingungen gesorgt wird.
Durch die Erfindung ist somit ein Schrittschaltm or geschaffen worden, der zumindest einfache Antriebs- und Schaltprobleme zuverlässig löst und jedoch einfach um aufbau ist, so daß er sich für eine Serienfabrikation in großen Stückzahlen besonders gut eignet.
5 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche 0Mittels Gleichstromimpulsen wechselnder Polarität fortschaltbarer Schrittschaltmotor mit einer feststehenden hohlzylindrischen Erregerspule und einem am Umfang magnetisierten innerhalb der Erregerspule drehbar gelagerten Läufer sowie zwischen Läufer und Erregerspule von den Stirnseiten des Motors her wechselseitig hineinragenden Pol zacken, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Polzacken (5) zu ihrer Mittelachse (7) in Umfangsrichtung des Läufers (6) asymmetrisch ausgebildet sind.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Polzacken (5) quer zur Mittelachse (7) den halben Querschnitt der anderen Polzacken (4) haben.
3. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (8,9) der einen Polzacken (5) auf ihren einen Seiten (Kanten 8) achsparallel und auf ihren anderen Seiten (Kanten 9) im spitzen Winkel zu ersteren Kanten(8) verlaufen.
4. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Polzacken (4) halternden Polblech (2) eine Nadel (12) zur einseitigen Lagerung des Läufers (6) eingepreßt ist.
5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polzacken (4, 5) im Spulenkörper der Erregerspule (1) geführt sind.

L e e r s e i t e