DE19901310A1 - Gleichstrommotor mit einem dauermagnetischen Rotor und Verfahren zur Herstellung eines solchen Rotors - Google Patents

Abstract

Bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor mit einem mehrpoligen Stator und einem mehrpoligen Rotor (1), hat der Rotor (1) Pole (3, 4, 5, 6), deren Polgrenzen (7, 8) gegenüber der Rotorlängsachse stufenlos verschränkt verlaufen. Dadurch werden unerwünschte Rastmomente des Rotors vermieden, so daß er nicht die Tendenz hat, nach einem Ausschalten des Gleichstrommotors in durch die Pole festgelegte Stellungen zu gelangen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleichstrommotor, insbeson­ dere bürstenlosen Gleichstrommotor, mit einem mehrpoligen Stator und einem mehrpoligen Rotor, welcher an Polgrenzen in Umfangsrichtung gegeneinanderliegende Pole hat, wobei die einander gegenüberliegenden Endabschnitte des Rotors gegeneinander verdreht angeordnet sind.

Bürstenlose Gleichstrommotoren werden in vielfältiger Weise angewandt und zeichnen sich durch große Lebens­ dauer, Wartungsfreiheit und vergleichsweise geringe Herstellungskosten aus. Je nach Bauart ergibt sich bei solchen Motoren ein mehr oder weniger ausgeprägtes Rastmoment.

Es wurde bereits ein Gleichstrommotor beschrieben, bei dem das Rastmoment dadurch vermindert wird, dass die Pole des Rotors in axialer Richtung geteilt und um einen be­ stimmten Winkel gegeneinander versetzt sind. Zur Herab­ setzung des Rastmomentes sind die Nuten des Stators schräg zur Drehachse anzuordnen oder eine ungerade Anzahl von Nuten vorzusehen.

Es wurde auch schon ein entsprechender Gleichstrommotor vorgeschlagen, dessen in axialer Richtung geteilte Pol­ hälften um ein bestimmtes Maß ihres Umfanges gegeneinander versetzt sind. Hiermit soll eine wesentliche Abnahme des Rastmomentes bei gleichzeitig lediglich geringer Abnahme des Motormomentes verbunden sein.

Nachteilig bei den beschriebenen Gleichstrommotoren wirkt sich vor allem der erhebliche Aufwand bei der Herstellung der gegeneinander versetzten Polabschnitte aus. Hierzu müssen die massiven Magnete in axialer Richtung geteilt und in einem weiteren Arbeitsschritt versetzt zusammenge­ fügt werden oder es werden einzelne Magnetsegmente auf einen Kern versetzt aufgeklebt. Beide Varianten sind mit einer Vielzahl von Arbeitsschritten verbunden, die so die Herstellungskosten erheblich ansteigen lassen.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, einen Gleichstrommotor der genannten Art derart auszuführen, dass die genannten Vorteile verschränkter Pole mit einem erheblich verringerten Aufwand in der Herstellung er­ reicht werden. Gleichzeitig soll ein Verfahren zur Her­ stellung eines solchen Gleichstrommotors geschaffen wer­ den.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Polgrenzen des Rotors gegenüber einer Rotorlängsachse stufenlos verschränkt angeordnet sind. Hierdurch kann eine Verschränkung der Pole des Rotors erreicht werden, ohne hierzu die Pole in axialer Richtung teilen zu müs­ sen.

Man könnte daran denken, die verschränkten Pole einzeln aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material auszuschneiden und anschließend auf der Rotorachse anein­ anderzufügen. Besonders einfach ist der Gleichstrommotor jedoch gestaltet, wenn die Pole aus einem unverschränk­ ten, magnetisierbaren Grundmaterial bestehen und die Pole verschränkt aufmagnetisiert sind. Hierdurch kann der Mon­ tageaufwand für das Ausschneiden von Polkörpern und das Verbinden der Polkörper mit der Rotorachse entfallen. Der Rotor kann beispielsweise aus einem Ferrit-Hohlzylinder als Grundmaterial bestehen.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist hierbei besonders einfach herzustellen, bei der der Rotor in Längsrichtung geteilt ausgeführt ist. Diese Ausführung ermöglicht eine einfache Verbindung der Rotorhalbschalen mit der Achse.

Vorteilhaft ist es auch, wenn der Stator Wicklungen auf­ weist, die gegenüber den Polen des Rotors gegensinnig verschränkt angeordnet sind. Die Verschränkung der Pole des Stators kann im Vergleich zu unverschränkten Wicklun­ gen verringert ausgeführt werden, wodurch sich die Her­ stellung vereinfachen lässt.

Das zweitgenannte Problem, die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines für einen bürstenlosen Gleichstrom­ motor ausgeführten mehrpoligen Rotors durch Aufmagneti­ sieren von Polen auf ein magnetisierbares Material mit­ tels eines Magnetisierwerkzeuges, wobei die einander ge­ genüberliegenden Endabschnitte des Rotors gegeneinander verdreht angeordnet sind, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Magnetisierwerkzeug auf das zu magneti­ sierende Material verschränkt aufgesetzt wird. Hierdurch werden stufenlos verschränkte Polflächen in nur einem einzigen Arbeitsgang auf das magnetisierbare Material aufgebracht. Das auch als Magnetisierjoch bekannte Werk­ zeug weist hierzu eine entsprechend der gewünschten Polfläche ausgeformte Kontaktfläche auf.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in einer perspektivischen Dar­ stellung eine Vorderansicht eines Rotors 1 eines erfin­ dungsgemäßen Gleichstrommotors. Dieser Rotor 1 hat eine vordere Stirnfläche 2 mit vier jeweils durch N und S ge­ kennzeichneten Polen 3, 4, 5, 6, welche jeweils durch Polgrenzen 7, 8 voneinander abgetrennt sind.

Auf einer rückwärtigen Stirnfläche 9 sind diese Pole 3, 4, 5, 6 als Pole 3a, 4a, 5a, 6a dargestellt. Die Pole 3, 4, 5, 6 verlaufen über die gesamte Länge des Rotors 1. Zu erkennen ist, dass diese Pole 3/3a, 4/4a, 5/5a, 6/6a über die Länge des Rotors um einen Winkel α verschränkt sind. Die Pole 3, 4, 5, 6 verlaufen deshalb nicht axial, vielmehr bilden sie eine Schraubenlinie mit geringer Steigung, so, als wären die beiden Stirnflächen 2 und 9 um den Winkel α zueinander verdrillt. Der Winkel α entspricht dabei einer Teilung des Stators.

Nicht dargestellt wurde der Stator des Elektromotors, welcher vorteilhafterweise gegenüber den Polen 3, 4, 5, 6 des Rotors 1 gegensinnig verschränkte Wicklungen aufwei­ sen kann. Ebenfalls nicht gezeigt ist, dass der Rotor 1 aus Fertigungsgründen in Längsrichtung geteilt ausgeführt sein kann.

Claims (5)

1. Gleichstrommotor, insbesondere bürstenloser Gleich­ strommotor, mit einem mehrpoligen Stator und einem mehr­ poligen Rotor, welcher an Polgrenzen in Umfangsrichtung gegeneinanderliegende Pole hat, wobei die einander gegenüberliegenden Endabschnitte des Rotors gegeneinander verdreht angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Polgrenzen (7, 8) des Rotors (1) gegenüber der Rotorlängsachse stufenlos verschränkt angeordnet sind.

2. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Pole (3, 4, 5, 6) aus einem unverschränk­ ten, magnetisierbaren Grundmaterial bestehen und die Pole (3, 4, 5, 6) verschränkt aufmagnetisiert sind.

3. Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Rotor (1) in Längsrichtung geteilt ausgeführt ist.

4. Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator Wicklungen aufweist, die gegenüber den Polen (3, 4, 5, 6) des Rotors (1) gegensinnig verschränkt angeordnet sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines für einen bürstenlosen Gleichstrommotor ausgeführten mehrpoligen Rotors durch Aufmagnetisieren von Polen auf ein magnetisierbares Mate­ rial mittels eines Magnetisierwerkzeuges, wobei die ein­ ander gegenüberliegenden Endabschnitte des Rotors gegen­ einander verdreht angeordnet sind, dadurch gekennzeich­ net, dass das Magnetisierwerkzeug auf das zu magnetisie­ rende Material verschränkt aufgesetzt wird.