DE2003568A1 - Durch Dauermagnete erregte Gleichstrommaschine - Google Patents

Description

• Durch Dauermagnete erregte Gleichstrommaschine Die Erfindung betrifft eine durch Darermagnete erregte Gleichstrommaschine, insbesondere für Büromaschinen, Haushaltgeräte und dergleichen mit einstückigem, geschlossenen Jochrahmen, Dauermagnete in der Form von ebenflächigen Platten oder Quadern und Polschuhen als Ständer, wobei die Polflächen der Dauermagnete größer sind als die Polflächen der zugehörigen Polschuhe, nach Patent....(Anm. Aktz.
• P 19 64 899.8).
• Nach der Hauptanmeldung können für den Stännder die Bleche einstückig mit den Polschuhblechen ausgestanzt werden, wobei die Polschuhbleche durch schmale Verbindungsstege mit dem Jochrahmen verbunden sind und auch bleiben. Die Verbindungsstege stellen magnetische Rückschlüsse dar, die die Leistung der Motoren vermindern. Ihre Auslegung ist bestimmt durch die notwendige Festigkeit und Starrheit, um wahrend des Betriebes der Motoren Körperschwingungen und damit die Entstehung von Geräuschen zu unterbinden. Andererseits bedingen sie aus dem Unvermögen, übliche Fertigungstoleranzen aufzunehmen, eine hohe Fertigungsgenauigkeit.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Aufbau für den Ständer anzugeben, um die Verluste infolge magnetischer Rückschlüsse, wie sie durch die Verbindungsetege gegeben sind, zu vermindern, die Fertigung zu entfeinern, die Neigung zur Geräuschbildung zu unterbinden und die Leistung je Gewichtseinheit zu erhöhen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer eingangs erwähnten Maschine bzw. einem Motor dadurch gelöst, daß zwisehen Polschuh und Joch, bzw. zwischen den Polschuhen selbst, mit den magnetischen Kurzschluß unterbrechenden Werkstücken jeweils ein das Joch, den Dauermagneten und den Polschuh zusammenhaltender Formschluß gebildet ist.
• Diese Werkstücke können U-förmlge, kurzachenklige Klammern oder ein Verguß oder Keile oder Spannhülsen oder mit aushärtenden Harzen getränkte Einlagen, z. B. aus Filz, oder Verbindungen von Polschuh zu Polschuh, z. 13. Lagerbügel, sein. Ein hinsichtlich der Leistungssteigerung besonders vorteilhafter Aufbau ergibt sich bei etwa quadratischer Form des Jochrahmens, wenn an allen vier Seiten Dauermagnete angeordnet und je zwei benachbarte magnete unter sinem Polschuh zu einem Pol zusammengefaßt werden. Bei dieser Ausführung können zum Ausgleich der Toleranzen, insbesondere der Magnete, sowohl hinsichtlich ihrer Stärke ais auch Parallelität, soweit die Elastizität der Polschnhhörner hierzu nicht ausreicht, die Polschuhe radial mittig, entweder von außen oder von innen her Einschnitte und gegebenenfalls auch oder nur der Jochrahmen Winkeleinschnitte oder Winkelausschnitte an den Ecken in der Polschuhachse erhalten. Der den Jochrahmen, die Magnete und die Polschuhe zusammenhaltende Formschluß, das abstützen der Polschuhe, erfolgt ortilhaft durch zwischen die Fmden der Polschuheörmer eingeschobene Soannhülsen oder gegemeinander parallel zu verschiebende Kaile. Dieser Aufban ergibt in einfacher Weise die Hnteroringung maximaler Magnetflächen. Frfolgt die Montage mit Hilfe eines Läuferersatzkörpers unter Einbeziehung des Luftspaltes, so wird bei Verwendung von Bei len oder mit aushärtenden Harzen getränkten Einlagen ein durch den Jochrahmen gespannter Aufbau mit genau bestimmten von Toleranzen unabhängiger Luftspalt am Läufer erhalten. Eine Abwandlung dieses Aufbaues ergibt sich durch formschlüssige. Verbindung der Polschuhe durch die Lägerbügel oder Lagerschilde und keilförmige Dauermagnete nach der Art parallel verschiebbarer Keile in Zuordnung zu den Polschuhhörnern oder zum Jochrahmen. Schließlich können der Jochrahmen und selbst auch die Polschuhe nach dem pulvermetallurgischem Verfahren aus Sintereisen hergestellt werden oder aus magnetisch hochwertigem Gußeisen, z. -B.
• Perlitguß.
• Sieben Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Ständer mit Befestigung der Dauermagnete und Polschuhe am Jochrahmen mit Klammern, Fig. 2 die Befestigung der Dauermagnete bei einstückig gestanzten Ständerblechen und zu entfernenden Stegen zwischen Jochrahmen und Polschuhen, Fig. 3 die Befestigung der Dauermagnete und Polschuhe durch Verguß, Fig. 4 desgleichen, mit parallel verschiebbaren Keilen, Fig. 5 desgleichen, mit SpannEülsen, Fig. 6 den Aufbau eines Ständers mit an allen Seiten eines etwa quadratischen Jochrahmens angeordneten Dauermagneten bei Verwendung von Spannhülsen und Fig. 7 desgleichen, mit Lagerbügeln als nichtmagnetische Werkstücke.
• Nach der Fig. 1 sind bei einem 2-poligen Ständer der Jochrahmen 1, die quaderförmigen Dauermagnete 2 und die geblechten Polschuhe 3 durch U-förmige Klammern 4 an jeweils beiden achsparallelen Seiten der Polschuhe zusammengehalten.
• Durch Ausschnitte sind am Jochrahmen 1 Stege 5 gebildet.
• Ihnen entsprechen die Stege 6 an den Polschuhen 3. Durch geringe Hinterschneidung an den Stegen ergeben sie paarweise zusammen schwalbenschwanzartige Führungen für die Klammern 4. Diese sind aus nichtmagnetischem Werkstoff, z. B.
• Aluminium, Bronze oder dergleichen, hergestellt. Für Aufnahme der Fertigungstoleranzen können sie entsprechend elastisch ausgeführt oder auch aufgeschrumpft werden. Zur seitlichen Festlegung der Magnete am Jochrahmen und entsprechend der Pol schuhe an den Magneten sind deren Auflageflächen mit seitlichen Begrenzungen versehen. Diese Begrenzungen sind erforderlich, wenn die einzelnen Dauermagnete aus fertigungstechnischen Gründen geteilt sind.
• Nach Fig. 2 sind die Jochrahmenbleche mit den Polschuhblechen einstückig ausgestanzt, so daß die Polschuhe 3 mit dem Jochrahmen 1 durch Verbindungsstege 7 verbunden sind. Nach Einsetzen der Magnete 2 und Aufsetzen der Klammern 9, die hier als Bügel aus z. B. Bronzeblech gefertigt sind, werden die Verbindungsstege 7 durch Durchtrennen ihrer verengten Ansätze 8 entfernt.
• Nach Fig. 3 sind die Jochrahmenbleche mit den Polblechen gleichfalls einstückig,durch Verbindungsstege verbunden, ausgestanzt. Der Jochrahmen 10 bildet hier, bezogen auf die Polschuhe 3, Widerlager 11. Die durch die Verbindungsstege 7 geschlossenen Räume sind mit nichtmagnetischem Werkstoff 12 ausgefüllt, z. B. durch Ausspritzen mit Aluminium oder Auspressen mit Isolierstoff. Nach Entfernen der Verbindungsstege 7 sind die Pole ausschließlich durch die Füllmasse 12 zusammengehalten. Bei entsprechender Gießform kann auf die Verbindungsstege verzichtet werden.
• Nach Fig. 4 erfolgt die Abstützung der Polschuhe 3 gleichfalls an Widerlagern 11 des Jochrahmens 10, jedoch unter Zwischenlage gegeneinander parallel verschiebbarer Keile aus nichtmagnetischem Werkstoff, wobei.der eine Keil 12 ein einfacher Flachkeil ist, der andere Keil 13 einen Ansatz 14 zur Auflage des Polschuhes hat und gleichzeitig die seitliche Fixierung von Polschuh 3 und Magnet 2 übernimmt.
• Nach Fig. 5 sind die Keile ersetzt durch Spannhülsen 15.
• Dementsprechend sind die Auflage 15 am Widerlager 11 des Jochrahmens und am Polschuh 3 gestaltet. Die Spannhülsen können aus Bronze sein oder zusammengesetzt aus einer inneren Stahlhülse 16 und einer äußeren Hülse 17 aus Preßspan, Isolierstoff oder Aluminium, so daß ein magnetischer Rückschluß unterbunden bleibt. Bei Verwendung eines spreizbaren Läuferersatzkörpers zur Montage können anstelle der Spannhülsen mit aushärtendem Harz getränkte Einlagen, z. B. Filzrollen, verwendet werden.
• Nach Fig. 6 sind zur Verstärkung des Erregerfeldes bei einem etwa quadratischen bzw. rechteckigen Jochrahmen 18 an jeder der vier Seiten quaderförmige Dauermagnete 19, 20, 21 und 22 angeordnet, von denen je zwei benachbarte Dauermagnete 19,20 und 21,22 unter jeweils einem Polschuh 23 und 24 zu einem Pol zusammengefaßt sind. Die Befestigung der Dauermagnete und Polschuhe erfolgt durch zwischen die Enden der Polhörner eingeschobene Spannhülsen in der Art nach Fig. 5. Anstelle der Spannhülsen wären auch parallel verschiebbare Keile in der Art nach Fig. 4 geeignet. Um einen Toleranzausgleich zu ermöglichen, sind die Polschuhe radial mittig von außen her mit Schlitzen 25, 26 ausgeführt und gegebenenfalls der Jochrahmen an den bei den Polschuhen liegenden Ecken, also in Richtung der Polachse, mit winkligen Ausschnitten 27, 28 versehen. Dienen die Schlitze 25,26 mehr für den parallelen Toleranzausgleich, so die Ausschnitte 27, 28 mehr für den Toleranzausgleich in der Stärke der.
• Magnete. Erfolgt die Montage des Ständers vom Läuferraum aus, in dem die Polschuhe gegen einen Läuferersatzkörper angelegt, der Jochrahmen übergeschoben und zuletzt die Keile zwischen die Enden der Polhörner eirigesetzt werden, so ergibt sich ein genau bestimmter Luftspalt bei einem versteiften Aufbau des Ständers; ebenso wenn z. B. anstelle der Keile mit aushärtendem Harz getränkte Filze verwendet werden.
• Nach Fig. 7 sind ebenfalls an jeder der vier Seiten eines Jochrahmens 29 Dauermagnete, davon je zwei 30, 31 und 32,33 durch einen Polschuh 34 bzw. 35 zu einem Pol zusammengefaßt.
• Die Polschuhe sind durch nicht dargestellte Lagerbügel oder Lagerschilde formschlüssig zu verbinden. Dazu haben die Polschuhe je drei Bohrungen 36, 37 und 38. Davon haben in zwei 36, 38 formschlüssig Zapfen an den Lagerträgern einzugreifen. Die dritte Bohrung 37 dient als Schraubendurchgang.
• Die Dauermagnete 30,31 und 32,35 sind Keile, deren Anzug den Polhörnern zugewendet ist und sind gegen diese parallel verschiebbar. Es ergibt sich dadurch ein praktisch von Fertigungstoleranzen unabhängiger Aufbau. Die Dauermagnete werden durch die Keilzwischenstücke 39,40 je zwischen Polkern und Joch gezwängt. Insbesondere diese Ausführung erlaubt die serienmäßige Montage der Motoren ohne besondere Vorrichtungen auf einem dem Jochrahmen entsprechenden Lagerschild. Die einzelnen Deilesind einfach aufzulegen, der Läufer einzustecken, der zweite Lagerschild oder Lagerbügel aufzustecken,- festzuschrauben und die Keilzwischenstücke 39,40,vorzugsweise aus Kunststoff,einzudrücken bzw.
• mittels Schrauben durch die Bohrungen 41,42 einzuziehen.
• Die Stirnseiten der Dauermagnete sind zu diesem Zweck mit dem den Keilzwischenstücken entsprechenden Anzug zu versehen.
• - Patentansprüche -

Claims (17)

1. Patentansprüche Dauermagneterregte Gleichstrommaschine, insbesondere für Büromaschinen, Haushaltgeräte und dergleichen, mit einstückigem, geschlossenen Jochrahmen, Dauermagneten in der Form von ebenflächigen Platten oder Quadern und Polschuhen als Ständer, wobei die Polflächen der Dauermagnete größer sind als die Polflächen der zugehörigen Polschuhe, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die jeweils zwischen Polschuh (3) und Jochrahmen (1, 10,18) bzw. zwischen den Polschuhen (23,24,6) den magnetischen Rückschluß unterbrechende Werkstücke (4,9,12, 13 und 13a,15) einen den Jochrahmen, den Dauermagneten und den Pol schuh zusammenhaltenden Formschluß bilden.
2. 2. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Formschluß durch paarweise gegenüberliegende achsparallel verlaufende, gegebenenfalls hinterschnittene Stege (5,6) an den Seiten der Polschuhe (3) und am Jochrahmen (1) mit aufgeschobenen U-förmigen Klammern (4) aus nichtmagnetischem Werkstoff als den Rückschluß unterbrechenden Werkstücken gebildet ist.
3. 3. Gleichstrommaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, mit geblechtem Jochrahmen und geblechten Polschuhen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Jochbleche und die Põlschuhbleche einstückig mit verstärkten, aber mit leicht durchtrennbaren Ansätzen (8) versehenen Verbindungsstegen (7) ausgestanzt sind.
4. 4. Gleichstrommaschine nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n-n z e i c h n e t, daß die Verbindungsstege (7) in Richtung des Polbogens vom Polschuh seitlich zum Jochrahmen (1,10) verlaufen.
5. 5. Gleichstrommaschine nach den Ansprüchen 1 und 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Formschluß durch Ausspritzen der zu beiden Seiten der Pólschuhe (3) und Dauermagnete (2) durch diese, den Jochrahmen (10) und den Verbindungsstegen (7) gebildeten Räume mit Aluminium oder Isolierstoff gebildet ist.
6. 6. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Formschluß Werkstücke zwischen ein Widerlager (11) des Jochrahmens (10) und eine Auflage am Polschuh (3) eingeschobene, parallel gegeneinanderverschiebbare Keile (13 und 13a) dienen, wobei der eine Keil (13) mit seinen Seitenflächen am Jochrahmen (10) und am Polschuh (3) bzw. Dauermagnet (?) seitlich anliegt.
7. 7. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Formschlußwerkstück eine zwischen ein Widerlager des Jochrahmens (10) und eine Aufnahme am Polschuh (3) eingeschobene Spannhülse (15) dient.
8. 8. Gleichstrommaschine nach Anspruch 7, d a d u r c h gek e n n z ei c h ne t, daß die Spannhülse (15) aus einer inneren Spannhülse (16) aus Stahl und einer äußeren geschlitzten Hülse (17) aus nichtmagnetischem Werkstoff besteht.
9. 9. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Formschlußwerkstücke Spannhülsen (15) zwischen den Polhörnern zweier gegenüberliegenden Polschuhe (23,24) angeordnet sind und durch jeden Polschuh zwei der im Winkel zueinander am Jochrahmen (18) angeordnete Dauermagnete zu einem Pol vereinigt sind.
10. 10. Gleichstrommaschine nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß anstelle der Spannhülsen parallel gegeneinander verschiebbare Keile verwendet werden.
11. 11. Gleichstrommaschine nach den Ansprüchen 9 und 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Polschuhe (23,24) durch radial gerichtete, in der Polachse liegende Schlitze (25,26) vorzugsweise von außen her eingeschnitten sind.
12. 12. Gleichstrommaschine nach den Ansprüchen 9 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der etwa quadratische oder rechteckige Jochrahmen (18) an den Ecken in der Polachse winklige Ein- oder Ausschnitte (27,28) hat, die ihm zur Aufnahme der Fertigungstoleranzen eine gewisse Elastizität verleihen.
13. 13. Gleichstrommaschine nach den Ansprüchen 6, 7, 9 und 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß anstelle von Keilen und Spannhülsen unter Benutzung eines den verlangten Luftspalt berücksichtigenden Läuferersatzkörpers bei der Montage, mit aushärtendem Harz getränkte Werkstücke, z. B. aus Filz, verwendet sind.
14. 14. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h e e k e n n z e i c, h n e t, daß als Formschlußwerkstücke die beiden Lagerschilde bzw. Lagerbügel von Polschuh zu Pol-schuh dienen, wobei der Formschluß durch Bohrungen und zugehörige Zapfen gebildet ist.
15. 15. Gleichstrommaschine nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwei Polschuhe (34, 35) einander gegenüberliegen und jeder Polschuh zwei der im Winkel zueinander am Jochrahmen (29) angeordnete Magnete (30,31 und 32,33) zu einem Pol vereinigt.
16. 16. Gleichstrommaschine nach den Ansprüchen 14 und 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dauermagnete (30,31,32,33) die Form von Keilen haben, deren Anzug gegen die Polhörner der Polschuhe (34,35) mit gleichem Anzug anliegen.
17. 17. Gleichstrommaschine nach den Ansprüchen 14 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dauermagnete (30,31,32,33) durch Keilzwischenstücke (39,40) je zwischen Polschuhhorn und Joch gezwängt sind und die Stirnseiten der Dauermagnete einen den --Reilzwisch-enstücken entsprechenden Anzug haben.

    L e e r s e i t e