DE2258361A1 - Gleichstrommotor - Google Patents

Description

Hamburg, den 22. November 1972 130172 IP 47829

Priorität; 1.)24. Nov. 1971, Japan Pat.-Anm.Nr. 9^256/1971

). Febr.1972, Japan Pat.-Anm.Nr. 1535Vi972

3·) 7* Sept.1972, Japan, Pat.-Anm.Nr. 89693/1972

Anmelder:

1. Mitsumi Electric Co., Ltd.

8-2, Kokuryo-cho, 8-chome, Chofu-shi, Tokyo / Japan

2. Hitachi Metals Ltd.

1-2 Marunouchi 2-chome, Ghiyoda-ku, Tokyo / Japan

Gleichstrommotor

Die Erfindung betrifft einen Gleichstrommotor mit einem drehbaren magnetischen Läufer, mit einer Mehrzahl sternartig angeordneter magnetisch ansprechender Elemente und einem schaltenden magnetischen Sektor, der gemeinsam mit dem Läufer drehbar und aufeinanderfolgend mit den magnetisch ansprechenden Elementen zusammenwirkt.

Gleichstrommotoren herkömmlicher Bauart verwenden üblicher- ·

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weise mechanisch arbeitende Verbindungsmittel und enthalten vorzugsweise Kommutatorelemente und eine Bürste. Ein Gleichstrommotor hat daher im Vergleich zu einem Wechselstrommotor einen ziemlich kompliziert aufgebauten Laufer„

Bei einem typischen zum Stand der Technik gehörenden Gleichstrommotor ist ein im Motorgehäuse drehbar gelagerter Motor mit einer Mehrzahl von Wicklungen versehen, wobei ein Ende ,jeder dieser Wicklungen mit ,ledern auf der Rotorwelle oder dergleichen angeordneten Kommutatorelement verbunden ist, während die vorstehend angeordnete Bürste am Motorgehäuse abgestützt ist und in Kontakt mit den Kommutatorelementen gehalten wird.

Bei einem derart aufgebauten Gleichstrommotor stehen Bürste und Kommutator in mechanischem Schleifkontakt zueinander, so daß eine Funkenbildung und in Zusammenhang damit auftretende beträchtliche Störungen unvermeidlich sind.

Bei sehr schnellem Lauf des Motors besteht die Gefahr, daß die Bürste federnd vom Kontakt mit dem Kommutator abspringt. Es besteht somit eine beträchtliche Neigung' zum Aussetzen der erforderlichen elektrischen Verbindung, was zu häufigen und unangenehmen Beeinträchtigungen der Laufruhe des Motors führt. Außerdem ist in der Praxis häufig festzustellen, daß die hohe Beanspruchung zu einer beschleunigten Abnutzung

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und damit einem schnellen Verschleiß von Bürste und Kommutator führen kann. Die beschriebenen Nachteile führen außerdem häufig zu unerwünschten Drehzahlschwankungen ο

Die Erfindung bezweckt hauptsachliph, einen verbesserten Gleichstrommotor zu schaffen, welcher die erwähnten Nachteile herkömmlicher Gleichstrommotoren vermeidet.

Bei einem Gleichstrommotor der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der magnetisierte Sektor ein magnetisches Glied und ein magnetisch abschirmendes Glied enthält, die sich gegenseitig überdecken, und daß das Abschirmglied eine Aussparung'zur genauen Begrenzung der gewünschten Idealform des magnetisierten Sektors aufweist β

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen mehrere bevorzugte Ausführun^sformen der Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt sind.
Dabei zeigen :

Pik. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 (A) u.(B) eine stirnseitige Ansicht und einen Querschnitt eines bei der ersten Ausführungsform verwendeten magnetisch wirkenden Schalt-

gliedes, ·

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Fig. 3 eine bei der ersten Äusführungsform verwendete elektrische Schaltung,

Fig. 4 (A) und (B) schematische Darstellungen zur Erläuterung des Arbeitsprinzips der ersten Ausführungsform,

Fig» 5 eine entsprechend Fig. 1 geschnittene Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 (A) und (B) stirnseitige Ansichten eines Schaltgliedes und eines Abschirmgliedes, wie sie bei der zweiten Ausführungsform verwendet werden,

Fig» 7 ein Schaltbild einer bei der zweiten Ausführungsform verwendeten elektrischen Schaltung, Fig. 8 (A) und (B) schematische Darstellungen zur Veranschaulichung des Arbeitsprinzips der zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig₀ 9 (A) eine Seitenansicht und eine Endansicht einer abgewandelten Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 9 (B) eine Seitenansicht und eine Endansicht einer

noch weiter ausgestalteten Anordnung der zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Pig. 10 eine der Fig. 1 entsprechende, längsgeschnittene Seitenansicht einer dritten Ausführungsforra der Erfindung,

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Fig. 11 (A) und (B) schematisch dargestellte Ansichten

eines Schaltgliedes und eines Abschirmgliedes bei der dritten Ausführungsform der Erfindung,

Figo 12 ein Schaltbild eines bei der dritten Aus-

führungsfoim verwendeten elektrischen Schaltkreises,

Fig. 13 (A) und (B) schematische Darstellungen zur Veranschaulichung des Arbeitsprinzips der dritten Ausführungsform der Erfindung und

Fig, 14 ein Kurvendiagramm zum Vergleich des Wirkungsgrades bzw. der Leistungsfähigkeit eines herkömmlichen Gleichstrommotors mit einem er— findungsgemäß verbesserten Gleichstrommotor.

Bei der ersten in Fig. 1-4 dargestellten Ausführungsforra der Erfindung ist mit 1 ein auf der linken Seite abgeschlossenes Gehäuse bezeichnet, welches nach der rechten Seite offen ist, siehe Fig. 1. Ein becherförmiger Deckel 3 ist vorzugsweise nach dem Eceßsitz-Verfahren am offenen Ende 2 des Gehäuses 1 befestigt. * Lag er 4 und 4* sind ,jeweils in der Mitfcte der geschlossenen Gehäuseendwand und des Deckels 3 vorgesehen, welche jeweils mit einem nicht zu ölenden Metall 5 und 5¹' ausgebildet sind«. Eine horizontale Welle 7, die einen daran starr befestigten Rotor 6 trägt, tritt durch diese öllosen Metalle 5 und 3^% hindurch. Der Rotor 6 ist aus einem magnetisch harten Ferrit hergestellt, dessen Permeabilität in der Nähe von Eins liegt» Dieser Efotor 6

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ist radial als Vier-Pol-Typ magnetisiert und weist somit Vier-Pole N-S-N-S auf, wie in Fig. 4- (B) schematisch dargestellt iste

An der inneren Wandfläche des Gehäuses 1 sind in radialer und konzentrisches? Zuordnung zum Rotor 6 eine Mehrzahl, beim vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung fünf, Wicklungen G^ bis C,- befestigt«

Ein Schaltglied 9 in Form einer kreisförmigen Scheibeneinheit ist in der Nähe einer Endfläche des Rotors 6 starr auf der Welle 7 befestigt. Zwischen diesem Schaltglied 9 tm«l auf der einen Seite und dem Rotor 6 und den Wicklungen Oyj bis Cc auf der anderen Seite ist eine Trennwand 9a vorgesehen, die am Gehäuse 1 starr befestigt ist· Die Trennwand 9a wirkt als magnetische Abschirmung, wie später noch ausführlicher beschrieben wird.

Das Schaltglied 9 besteht aus zwei sich gegenseitig überdeckenden und aneinander befestigten Scheibenelementen 10 und 12. Das erste Scheibenelement 10 besteht ganz aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise Hart-Ferrit, während das zweite Scheibenelement 12 aus einem terromagnetischera Material, beispielsweise reinem Eisen, besteht und mit einer großen sektorförmigen Aussparung 1", ausgebildet ist, die einen zentralen oder eingeschlossenen

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Winkel von 108° hat, wie in Fig. 4- (A) schematisch dargestellte Der den Ausschnitt 11 vollständig überdeckende Teil des ersten Scheibenelementes 10 ist radial magnetisiert und besitzt somit magnetische Pole N und S, wie in Figo 2 (A) gezeigt· Bei dieser Konstruktion ist der magnetisierte Sektor bei 14- durch die verbleibende Zone des ersten Scheibenelententes 10 genau definiert»

Jede Erregerwicklung C, - G,- besteht aus zwei Spulenelementen Iop Ii2, L,; L^, L₁-; L^, Lr₇; L_Q bzw. Lq; L^q₀ Jedes Paar dieser Spulenelemente ist elektrisch in Eeihe geschaltet, wie in Fig. 3 dargestellte

Das Bezugszeichen 15 in Figo 1 zeichnet eine im Innern des Gehäuses 1 befestigte Grundplatte aus, welche auf einer Seite eine Reihe in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilter und mit gleichen radialen Abständen von der Welle 7 angeordneter Schalter S^ - S₁- aufweist, die magnetisch mit dem magnetisierten Schalt-Sektor 14· zusammenwirken, während auf der entgegengesetzten Oberfläche der Platte 15 eine Mhe von entsprechend angeordneten Transistorverstärkern Qv| - Q^ angeordnet sind«, Die Schalter S₁ - S₅ sind mit entsprechenden Transistoren Q^ - Q,- verbunden, wie in Fig. dargestellt.

Die Erregerwicklungen C^ - C,-, die Schalter S^ - S₁- und die Transistoren Q^ - Q,- sind entsprechend dem in Figo 3

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dargestellten Schaltbild miteinander verbunden. Eine bestimmte vorgegebene Spannung, beispielsweise 12 Volt»wird den Kollektorelektroden der Transistoren Q^ - Qc von einer an der Anschlußklemme Vcc liegenden öpannungsquelle zugeführt,, Zwischen den Emitter-Elektroden der Verstärker-Transistoren Q^ - Qc und Erde liegen die entsprechend bezifferten Erregerwicklungen C^ - C₁-. Die jeweils paarweise zusammengehörenden Spulen L,; Lo, L,; L^,, Lc} Lg, L^; Lq und Lq; L^₀ der Erregerwicklungen sind jeweils an diametral gegenüberliegenden Seiten des Rotors 6 angeordnet, wobei zwei benachbarte Spulenelemente jeweils einen Winkelabstand von 36 aufweisen, wie in Fig. 4 (B) schematisch dargestellt, Die konzentrisch angeordneten Schalter S^ - S₁- haben einen konstanten Winkelabstand von ?2°, siehe Fig_e 4- (A)·

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen ersten Ausführung sform einer erfindungsgemäßen Gleichstrommotor-Anordnung ist wie folgt:

Zunächst wird an die Eingangsklemme Vin eine konstante

Spannung, beispielsweise 5 Volt, angelegt, die über die Leitung 101 den Leitungsschaltern S^. - S₁- zugeführt wird.

Gleichzeitig wird eine zweite konstante Eingangspannung, im vorliegenden Pail 12V, an die Eingangsklemme Vcc angelegt und über die Leitung; 100 den Kollektorelektroden der

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Transistoren Q^ - Qc zugeführt₀

Angenommen, daß der magnetisiertβ Sektor 14 in axialer Deckung mit dem ersten Leitungsschalter S^ ist, wird dieser Schalter S^ magnetisch in seine eingeschaltete Stellung gesteuert. Bs fließt dann ein verstärkter Strom vom Transistor Q^ zur entsprechenden Wicklung C^, deren erstes Spuleneleraent Im in dieser Stufe eine gegenüber dem Schalter S^ um 72° im Uhrzeigersinn versetzte Stellung einnimmt, wenn man Figo 4 (A) und (B) betrachtete

Die Spulenelemente sind wie üblich auf Ständerkernen angebracht, und die Wicklungsrichtung des ersten Spulenelementes Im ist so gewählt, daß ein in den Kern induzierter S-PpI zum Läufer gerichtet ist» Der S-PoI auf dem Läufer und der gleichnamige Ständer-Pol stoßen sich also ab und der Läufer beginnt sich im Uhrzeigersinn zu drehen. Durch die gleichzeitige Erregung des zweiten Spulenelementes L₂ , welches ebenfalls auf einem Ständerkern sitzt,-dessen S-PoI in diesem Betriebszustand einem entsprechenden S-PoI des Läufers gegenübersteht, wodurch die läuferbewegung im Uhrzeigersinn unterstützt wird_c

Beim langsamen Einsetzen der Drehbewegung des Käufers im Uhrzeigersinn wird der nachfolgende N-PoI durch den S-PoI des ersten Spulenelementes, L^ angezogen und die Drehbewegung des Läufers damit aufrechterhalten. Gleichzeitig wird der

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N-PoI des Läufers, der sich am untersten Punkt in Fig. 4 (B) befindet, durch den S-PoL des zweiten Spulenelementes L₂ angezogen, wodurch die Drehbewegung des Käufers weiter unterstützt wird.

Gleichzeitig; mit der Läuferdrehung bewegt sich das Schaltglied 9 mit dem magnetisierten Sektor 14-, so daß der erste Schalter magnetisch in seine Aus-Stellung gesteuert wird. Sobald der Sektor 14 mit dem zweiten Schalter S₂ radial in Deckung ist, wird dieser magnetisch in seine eingeschaltete Stellung gesteuert. Es fließt dann ein Strom durch die zweite Erregerwicklung C₂, die aus dritten und vierten Spulenelementen L^ und Iy, besteht₀

Durch die Erregung dieser Spulenelemente L* und L^, deren Ständerpole einen kum Läufer gerichteten S-PoI und einen N-PoI aufweist, ergibt sich wiederum eine magnetisch abstpoßende Wirkung zwischen den Läuferpolen S und N und den gleichnamigen Ständerpolen und damit eine Beschleunigung und Aufrecht erhaltung der Drehbewegung des Läufers. Auf diese magnetisch abstoßende Wirkung folgt ähnlich, wie oben bereits beschrieben, eine magnetisch anziehende Wirkung zwischen dem Läufer und den Erreger-Wicklungselementen L^ und L^,.

Die magnetische Ein-Aus-Steuerung der folgenden Wicklungen Cj, C^ und C^ mittels^dlfch drehenden Schaltgliedes 9

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2 2 5 8 3 6 Ί

erfolgt nacheinander in der gleichen Weise„ Durch die Ein-Aus-Steuerung der aufeinanderfolgenden Wicklungen C^, C^ und Cc wird auf magnetischem Wege eine fortlaufende Drehbeschleunigung des Läufers erzielte

Zwar wurde die Grundplatte 15 bisher so beschrieben, als wäre sie feststehend, ,jedoch ist diei Stellung dieser Platte in der praktischen Ausführung in Umfangsrichtung einstellbar. Hierfür ist die Platte vorzugsweise kraftSchlussig und nur durch Überwindung einer hohen Reibkraft drehbar in das Gehäuse eingesetzt. Eine erwünschte Drehrichtungsumkehr des in Fig. 4-(B) dargestellten Läufers, d»h_o also eine Drehung des Läufers gegen den Uhrzeigersinn.wird dadurch erreicht, daß die Grundplatte 15 im Uhrzeigersinn um 72° verstellt wird, so daß der fünfte Schalter Sr aus der in Pig«, 4 (A) gezeigten Stellung in die in der genannten Darstellung vom Schalter S^ eingenommene Stellung verschoben wird. Die anderen Schalter werden durch die Drehung der Grundplatte in entsprechender Weise gleichzeitig ebenfalls um 72° verschoben«, Für die Einleitung der Läuferdrehung wird dann also zunächst der fünfte Schalter Sj- eingeschaltet.

Durch den eingeschalteten fünften Schalter S₁- wird die Erregerwicklung G₁- im vorstehend beschriebenen Sinne erregt. Durch die somit hervorgerufene Erregung des zehnten Spulenelementes L^_1n, welches einen zum LäiöfTer gerichteten N-Ständer-

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Pol aufweist, wird der linke S-Läuferpol durch diesen N -Ständerpol des Spulenelementes L^₀ angezogen, wodurch die Drehbewegung des Läufers gegen den Uhrzeigersinn eingeleitet wird

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Sektorabschnitt 11 mit einem nicht magnetischen Material, beispielsweise korrosionsbeständigem Stahl, ausgefüllt werden, wobei das Füllmaterial das gleiche oder ein ähnliches spezifisches Gewicht wie das Material des Scheibenelementes 10 hat, so daß eine sonst mögliche Unwucht der Scheibenanordnung 9 vermieden wird·

Im folgenden wird nun im Zusammenhang mit Fig. 5 - 9 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben«

Bei dieser zweiten Ausführungsform ist ein Läufer 20 vorgesehen, der in Aufbau und Wirkungsweise dem Läufer 6 beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel entspricht. Dieser Rotor 20 ist fest auf eine Welle 7' montiert, die in einem Gehäuse 24 drehbar gelagert ist, ähnlich wie bei der vorangehenden Ausführungsform die Welle 7 in dem Gehäuse 1.

Bei der vorangegangenen Ausführungsform war das Schaltglied 9 als ocheibenanordnung ausgestaltet, welche getrennt vom Rotor 6 auf der Rotorwelle 7 angeordnet war. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein ähnliches Schaltglied

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eng mit dem Läufer 20 vereint ausgebildet und unmittelbar auf der rechten Endfläche des Läufers vorgesehen, siehe Pig. 5. Der Läufer 20 besteht wiederum aus ferromagnetischem Material und ist nach dem üblichen Vier-Pol-Vorfahren magnetisiert. Der Läufer besitzt also vier magnetische

Pole N-S-N-ö, die nur durch "N" und ¹¹S" auf der Umfangsfläche 20a des Rotors bezeichnet sind.

Eine magnetisch abschirmende Scheibe 23 mit einem breiten Sektor-Abschnitt 22 ist beispielsweise durch Klebgng oder andere übliche Verbindungsmittel fest mit der Endfläche des Rotors verbunden. Der im Bereich.des Ausschnittes 22 liegende Endteil des Läufers ist zusätzlich mit zwei Polen magnetisiert, wie durch "N" und "S" in Fig. 8 (A) dargestellt. Durch den Sektorausschnitt 22 ist also ein genau definierter magnetisierter Bereich 21 des Rotorendes festgelegt, welcher nach außen freiliegt. Dieser magnetisierte Sektor ist für ein magnetisches Zusammenwirken mit Schaltern S'yj - S'q passend ausgebildete Der Sektor hat bei der vorliegenden Ansführungsform einen vorbestimmten eingeschlossenen Winkel von 75°. Die Abschirmscheibe 23 ist aus einem ferromagnetischen Material hergestellt, vorzugsweise aus reinem Eisen.

Eine Grundplatte 25 ist in ähnlicher Weise wie die Grundplatte 15 beim ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen.

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Diese Platte 25 ist mit Schaltern S¹^ - S'₈ und Verstärker-Transistoren QV -QV bestückt.

Erregerwicklungen C^ - C^ bestehen jeweils aus paarweise angeordneten Spulenelementen L¹^; ^'2» ^V; ^'4.' ^L*5» ^L*5 und L'7; L'q.

Sämtliche vorstehend erwähnte Schaltelemente sind wie in PiK. 7 dargestellt elektrisch miteinander verbunden. Der gewählte Schaltungsaufbau wird in Verbindung mit der nachfolgenden Funktionsbeschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispieles erklärt.

Die Leitung 100' entspricht der Leitung 100 beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Wenn nun der magnetisierte Sektor 21, wie in Fig. 8 (A) dargestellt, den Schaltern S'i und S*2 gegenübersteht, sind diese Schalter durch Magnetsteuerung geschlossen, und es kann somit ein verstärkter Strom durch die beiden Wicklungen C¹,, und G ¹^ fließen. Infolgedessen werden die Spulenelemente LV - LV erregt und drehen den in Fig. 8 (B) dargestellten Läufer in Uhrzeigerrichtung. Die Drehbewegung erfolgt im wesentlichen in der gleichen Weise wie beim vorherigen Beispiel, jedoch kann demgegenüber das Antriebsdrehmoment beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise verdoppelt werden.

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3 C 3 8 2 2 t 0 9 b b

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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Bauart, bei dem das Schaltglied oder der magnetisierte Sektor mit dem Rotor vereinigt ist, besteht darin, daß die gesamte Anordnung in ihrem Aufbau wesentlich einfacher und kompakter wird. Zusätzlich wird ein besseres Rotations-Gleichgewicht des drehenden Gliedes erreicht.

In Fig. 9 (A) ist eine modifizierte Ausgestaltung der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellte Bei dieser Ausführungsform ist der Rotor in einen Hauptteil 28 und einen Endteil ν 29 geteilte Der Hauptteil ist in gleicher Weise wie zuvor für ein Zusammenwirken mit radial angeordneten Erregerspulen ausgebildet, von denen C^ und C'p entsprechend wie in Figo 3 beim vorhergehenden Beispiel dargestellt sind. Ein offener Abschirmring 103 ist um den Endteil 29 herumgelegt, wobei ein Teil der Umfangsflache freibleibt, so daß in radialer Richtung des Rotors gesehen ein magnetisierter Sektor 29 ' vorgesehen werden kann_o Dieser Sektor 29' erhält durch radiale Erregung einen streifenförmiRen N-PoI und einen dazu parallelen streifenförmigen S-PoI, wie dargestellt. Die magnetischen Flüsse _r-.ehen vom W-PoI-S tr e if en aus und kehren zum S-Pol-.otreifen zurückc Wenn der Läufer in einer* Stellung ist, in der der Schalter S¹^ oder S'₂ durch die magnetischen Flüsse im Sektor-Bereich 29' beeinflußt wird, wird der Schalter geschlossen _} md es kann ein elektrischer Strom über ihn fließen«

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Eine abgewandelte Weiterbildung der in Fig.9 (A) dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 9 (B) dargestellte

Der Steuerbereich 29 ist dabei gegenüber dem vorhergehenden auf die gesamte Rotorlänge vergrößert. Es ist nunmehr ein offener Abschirmring 31 verwendet, dessen Breite mit der axialen Länge des Rotors übereinstimmt. Zwischen den beiden Endkanten 31a und 3"Ib ist radial vom Rotor aus gesehen ein magnetisierter Sektor 30' ausgebildet» Entsprechend wie bei der vorhergehenden Ausgestaltung sind in diesem Bereich zwei als N-PoI und S-PoI magnetisierte, parallele Streifen vorgesehen, wie dargestellt. Wenn der Rotor in einer solchen Stellung ist, daß einer der beiden nur beispielsweise dargestellten Schalter S¹^ oder S'p durch die magnetischen Flüsse im Sekt or-Aus schnitt 30 ·'

wie/ beeinflußt wird, wird dieser Leitungsschalter bei der obigen Ausführung geschlossen gehalten, so daß ein elektrischer Strom durch ihn fließen kann«,

Durch Erregung einer oder mehrerer der Erregerwicklungen 1CW- - 107 und durch magnetisches Zusammenwirken dieser erregten Spulen mit Läuferpolen kann der Rotor wie zuvor gedreht werden. Die magnetischen Läuferpole sind dabei in der Zeichnung nur beispielsweise bei N' und S' dargestellt und wurden durch axiale und örtlich begrenzte Erregung des Rotormaterials erzeugt. Als Antriebs- und Steuer-

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kreis kann eine ähnliche Anordnung wie in Fig. 3 oder 7 dargestellt, vorgesehen werden· Eine solche Schaltung eignet sich auch für die in Fig. 9 (A) gezeigte Anordnung»

Im folgenden wird nun noch eine dritte Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit Fig* 10 - 14 beschrieben.

Dabei ist mit 40 ein Rotor bezeichnet, der in Aufbau und Wirkungsweise dem in Fig. 5 mit 20 bezeichneten Rotor entspricht. Dieser Rotor 4-0 ist auf einer Welle 49 befestigt, die in einem Gehäuse 41 drehbar gelagert ist.

Der Rotor besitzt vier eingeprägte Pole N-S-N-S, von denen in Fig. 10 nur zwei auf der Mantelfläche 42 des Rotors bezeichnet sind. An der inneren Wandfläche des zylindrischen Gehäuses 41, das dem Gehäuse 24 in Fig_e 5 entspricht, sind vier Erregerwicklungen C¹¹,. - O¹V (Fig. 12) befestigt, von denen in Fig. 10 nur zwei eingezeichnet sind. Eine magnetisch abschirmende Scheibe 50 ist ähnlich wie" im Fall der Fig, 5 an einer Endfläche des Rotors 40 befestigt. Diese Scheibe ist mit zwei gegenüberliegend angeordneten breiten sektorförmigen ^Äusschnitten 45 und 46 ausgebildet, die jeweils einen Winkel von 50° einschließen. Die im Bereich dieser Ausschnitte liegenden Teile des Rotorendes sind radial erregt und weisen jeweils Paar ungleichnamiger magnetischer Pole ¹¹N" und ¹¹S" auf, wobei die N-PoIe weiter außen liegen als die S-PoIe. Durch diese Anordnung werden in der betref-

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fenden, mit 47 bezeichneten Rotor-Endfläche ein Paar radial gegenüberliegender, magnetisierter Sektoren 43 und 44 ausgebildet. Eine Grundplatte 4-8 ist durch Reibschluß schwergängig im Gehäuse 41 angeordnet und trägt auf ihrer nach innen gerichteten Oberfläche eine Mehrzahl, von Leitungsschaltern S'¹* - S¹V, zum Zusammenwirken mit den durch die Sektoren 43 und 44 gebildeten magnetischen Schaltmittel, wobei die Leitungsschalter S¹¹^ - S¹¹^ mit gleichem radialem Abstand in Umfangsrichtung gemäß Fig. verteilt/^ie Läuferwelle 49 herum angeordnet sind· Auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Grundplatte 48 ist eine Mehrzahl von Verstärker-Transistoren Q¹'. - Q "λ befestigt, deren Basiselektroden mit den zugehörigen Leitungeschältem S¹¹* - S¹¹^ verbunden sind, wie in /ig, schematisch dargestellt. Wicklungen C^f1^ - C¹^ bestehen aus ,jeweils paarweise zusammengeschalteten Spulenelementen L^₁; L"₂, L"₃; L"₄, L' '^ L' «₆ und L"_?; L'*_8> wie in Fig. 12 dargestellt.

Die Emitterelektroden der Transistoren Q'^ - Q¹V ^sind geerdet, während die Kollektorelektroden mit den entsprechenden Wicklungen C¹¹^ - G¹'^ verbunden sind, welche ihrerseits auf der anderen Seite an eine zur Eingangsklemme Vcc führende Leitung 10O¹' angeschlossen ist· Zwischen den Leitungsschaltern S¹^ - S¹¹^ und der Leitung 1OO^ft ist Jeweils ein Widerstand 21 eingefügt, wie dargestellt.

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Die Wirkungsweise- dieser dritten Ausführungsform ist wie folgt:

Zunächst wird angenommen, daß wie oben eine Eingangsspannung an die Leitung 10O¹¹ angelegt ist„ Es wird ferner angenommen, daß der Rotor 40 so steht, daß-der erste Schaltsektor 43 axial und mit Abstand mit dem ersten Leitungsschalter S. in Deckung ist. Dieser Schalter ist dann magnetisch in seine geschlossene Stellung gesteuert. Mit dem Schließen dieses Leitungsschalters fließt ein .Strom durch die Erregerwicklung C'¹., die einen Statorkern und eine solche Wicklungsrichtung hat, daß ein zu einem korrespondierenden N-PoI des Rotors gerichteter N-PoI erzeugt wird. Hierdurch wird ähnlich wie bei den vorher beschriebenen .Beispielen eine abstoßende magnetische Kraft zur Drehung des Rotors im Uhrzeigersinne, siehe Ji¹ ig. 13, erzeugte

beabsichtigte Richtungsumkehr ung der Drehbewegung des Rotors kann auf ähnliche V/eise, wie oben bereits beschrieben wurde, erreicht werden«, Ein wesentlicher Vorteil, der durch Erhöhung der Anzahl der SchaltSektoren erreicht werden kann, besteht darin, daß die Anzahl der erforderlichen Leitungsschalter entsprechend verringert werden kann«

Bei dem besonderen Aufbau einer Gleichstrommotor-Anordnung der dargestellten und beschriebenen Art, ist der magnetisierte Schalt.sektor in seiner Gestaltung scharf definiert

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bzw. begrenzt,und das üin- und Ausschalten der verwendeten Leitungsschalter kann scharf und genau durchgeführt werden, was zu einem vorteilhaft ruhigen und genauen Betrieb des Motors führt.

In Fig. 14 ist ein vergleichendes tfersuchsergebnis dargestellt. In dem Diagramm sind die effektiven magnetischen Flüsse bzw. die Induktionsflüsse über dem Magnetisierungswinkel dargestellt. Die Kurve "A" stellt den erfindungegemäßen Motor dar, während die Kurve "B" einen ähnlichen Motor üblicher Bauart darstellt, bei dem zur Ein- und Aus-Steuerung von Leitungsschaltern herkömmliche magnetische Mittel verwendet werden, bei denen keine Anpassung mit Mitteln zur scharfen Begrenzung des Magnetfeldes vorgesehen sind, wie sie durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagen werden.

- ANSPRÜCHE -

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Claims (1)

1. ANSPRÜCHE

   Gleichstrommotor mit einem drehbaren magnetischen Läufer, mit einer Anzahl sternartig angeordneter magnetisch ansprechender Elemente und mit einem magnetisierten Sektor als Schaltglied, welches gemeinsam mit dem Läufer des Motors umläuft und aufeinanderfolgend mit den magnetisch ansprechenden Elementen zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisiert e Sektor ein magnetisches Glied und ein magnetisch abschirmendes Glied enthält, welche einander überdecken, und daß das Abschirmglied mit einem Ausschnitt oder einer Aussparung zur genauen Festlegung einer vorgebbaren Form des Sektors ausgebildet ist.

   2„ Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisierte Sektor (14) auf einem Scheibenelement (10) angeordnet ist, daß das Abschirmelement aus einem zweiten Scheibenelement (12) mit einem sektorförmigen Ausschnitt (11) besteht, und daß beide Scheibenelemente zu einer auf der Welle (7) des Rotors (6) befestigten Einheit (9) verbunden sind,

   Gleichstrommotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sektorförmige Ausschnitt (11) der Abschirmscheibe (12) mit einem nicht magnetischen Material

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   ausgefüllt ist, wobei beide Scheibenraaterialien im wesentlichen das gleiche spezifische Gewicht c.ufweisen.

   4«, Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisierte Sektor (21) unmittelbar in einer seitlichen Stirnfläche des Rotors (20) ausgebildet ist, und daß auf dieser Rotorfläche eine Abschirmscheibe (25) mit einer sektorförmigen Aussparung (22) befestigt ist.

   5. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einem axialen Teilabschnitt des Rotors (28) ein offener Abschirmring (103; 3Ό auf der zylindrischen Mantelfläche des Rotors angeordnet ist, der einen magnetisierten Sektor (29', 30') in der Mantelfläche des Kotors freiläßt.

   6. Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem magnetischen Sektor (21) jeweils zwei magnetisch ansprechende Elemente (S-¹,.,S^) zugeordnet sind.

   7. Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral gegenüberliegende magnetisierte Sektoren (4-3»44-) vorgesehen sind.

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