DE2451876B2

DE2451876B2 - Synchronmotor, insbesondere Schrittmotor

Info

Publication number: DE2451876B2
Application number: DE2451876A
Authority: DE
Inventors: Eduard 8011 Aschheim Wagensonner; Herbert 8025 Unterhaching Wilsch
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1974-10-31
Filing date: 1974-10-31
Publication date: 1978-04-27
Also published as: BE834923A; DE2451876A1; ATA690275A; JPS5197716U; NL7512796A; US4034247A; HK47979A; CH596702A5; AT338373B; GB1528770A

Description

Synchronmotor, insbesondere Schrittmotor, der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die jeweils benachbarten, zu den beiden getrennten Statoren gehörenden Polplatten derart gestaltet sind, daß diese unter Einhaltung eines exakten Drehungs;vinkels leicht herstellbar und montierbar sind. Des weiteren soll ein Minimum an weiteren Teilen verwendet werden, so daß der gesamte Synchronmotor einfach aufgebaut und preisgünstig insbesondere im Hinblick auf eine Massenfertigung herstellbar sein soll. ι ο

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Schrittmotor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß jede der ersten Statorpolplatten an ihrem Umfang einen ersten Ansatz oder eine erste Ausnehmung für eine entsprechende zweite Ausnehmung oder einen entsprechenden zweiten Ansatz eines die jeweils erste Statorpolplatte umschließenden Gehäuses aufweist, daß die Statorpolzähne der jeweils zweiten Statorpolplatte und das zugehörige Gehäuse einstückig ausgebildet sind, daß der erste Ansatz oder die zweite Ausnehmung der ersten Statorpolplatte oder des Gehäuses um eine halbe Polteilung gegenüber einem Polzahn der jeweils zugehörigen ersten Statorpolplatte des Gehäuses versetzt angeordnet ist, daß jede erste Statorpolplatte mindestens zwei dritte Ausnehmungen oder radiale dritte Ansätze aufweist, wobei die Winkelhalbierende des durch den ersten Ansatz und den zugehörigen Polzahn gebildeten Winkels eine Symmetrieachse für sämtliche dritte Ausnehmungen bzw. radiale dritte Ansätze bildet, so daß bei deckungsgleich übereinander- >o liegenden dritten Ausnehmungen oder dritten Ansätze der beiden montierten ersten Statorpolplatten der erste Ansatz der einen ersten Stator-Polplatte um eine halbe Polteilung versetzt ist gegenüber dem ersten Ansatz der anderen ersten Statorpolplatte. In vorteilhafter Weise J5 sind außer dem permanentmagnetischen Anker und den beiden Spulensystemen nur zwei weitere unterschiedlich ausgebildete Teile notwendig, die gleichartig ausgebildeten ersten Statorpolplatten und das die jeweils erste Statorpolplatte umschließende Gehäuse, -to welches gleichzeitig als zweite Statorpolplatte dient. In vorteilhafter Weise sind das Gehäuse und die zweite Statorpolplatte einstückig ausgebildet. Dadurch, daß jede erste Statorpolplatte mindestens zwei dritte Ausnehmungen oder radiale dritte Ansätze aufweist, wobei die Winkelhalbierende des durch den ersten Ansatz und den zugeordneten Polzahn gebildeten Winkels eine Symmetrieachse für sämtliche dritte Ausnehmungen bzw. radiale dritte Ansätze bildet, ist der Vorteil gegeben, daß zwei erste Stator-Polplatten verwechslungsfrei miteinander verbunden werden können und somit in einfacher Weise eine Versetzung um eine halbe Polteilung erzielt wird.

Gemäß einer weiteren Ausbildung sind als dritte Ausnehmungen drei Bohrungen vorgesehen, die gleich- « zeitig zur Aufnahme von Verbindungselementen, wie z. B. Nietverbindungen, dienen.

Beim Vorsehen von drei Bohrungen liegt eine Bohrung auf der Symmetrieachse. Durch die bestimmte Anordnung der drei Bohrungen ist der Vorteil gegeben, f>« daß nach dem Zusammenfügen der beiden ersten Polplatten mittels durch die Bohrungen greifender Verbindungselemente der Ansatz der einen Polplatte gegenüber dem Ansatz der anderen Polplatte den gewünschten Winkelversatz von einer halben Polteilung t>^r> aufweist. In einfacher Weise können gleichartige ausgebildete Gehäuse zusammen mit den mit ihnen verbundenen zweiten Polplaiten eindeutig und lagerichtig ohne Zusatzmittel montiert werden. Somit werden weitere Bauteile zur Erzielung des gewünschten Stator-Polwinkel-Versatzes überflüssig.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den F i g. 1 bis 5 dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch zwei miteinander verbundene Statoren,

F i g. 2 eine perspektivische Teilansicht eines Schrittmotors,

F i g. 3 die Frontansicht einer ersten Ausführung einer Polplatte,

F i g. 4 eine zweite Ausführung einer Polplatte und F i g. 5 eine dritte Ausführung einer Polplatte.

Gemäß F i g. 1 weist ein Schrittmotor 1 eine ringartige erste Statorpolplatte 2 auf, die über eine Nietverbindung 3 mit einer identisch ausgebildeten ringartigen Statorpolplatte 4 verbunden ist Zwischen den beiden ersten Statorpolplatten 2 und 4 ist eine aus nicht magnetisch leitendem Material bestehende Scheibe 5 vorgesehen. Zwei topfartige Gehäuseteile sind mit 6 und 7 bezeichnet. Sowohl die ersten Statorpolplatten 2 und 4 als auch die topfartigen Gehäuseteile 6 und 7 weisen gegensinnig ineinandergreifende Polzähne auf. Die Polzähne der Statorpolplatte 2 sind mit 8, die Polzähne der Statorpolplatte 4 mit 9, die Polzähne des Gehäuses 6 mit 10 und die Polzähne des Gehäuses 7 mit 11 bezeichnet.

Gemäß F i g. 2 weist die Statorpolplatte 2 fünf im gleichen Winkel zueinander angeordnete Polzähne 8 auf. Auch das topfförmige Gehäuse 6 weist fünf im gleichen Winkel zueinander angeordnete Polzähne 10 auf, die in die Zwischenräume zwischen die Polzähne 8 der Statorpolplatte 2 eingreifen. Im Stator 2,6 befindet sich eine Spule 12 und im Stator 4,7 eine Spule 13.

Die Statorpolplatten 2 und 4 sind ebenso wie die topfförmigen Gehäuseteile 6 und 7 identisch ausgebildet.

Die Polzähne der Statorpolplatten 2 und 4 weisen eine L-förmige Gestalt auf, wobei die einen Schenkel der Polzähne 8 parallel zur Statorpolplatte 2 bzw. 4 nach innen gebogen sind, während die freien Schenkel senkrecht zur Ebene der Statorpolplatte 2 bzw. 4 verlaufen. Die ursprünglich sternförmig nach außen ragenden Ansätze sind also zur Bildung von Polzähnen in der gezeigten Weise gebogen worden. Diese Herstellungsweise hat den Vorteil, daß beliebig lange Polzähne hergestellt werden können und daß durch die L-förmige Ausbildung der Polzähne unabhängig vom Durchmesser der für den dauermagnetischen Anker notwendigen zentralen öffnung der Statorpolplatte die Polzähne in die gewünschte Lage gebogen werden können, wobei die mechanische Stabilität gewahrt bleibt.

Jede Statorpolplatte 2 bzw. 4 weist am Umfang einen Ansatz 14 bzw. 15 auf, der mit einer entsprechenden Ausnehmung 16 im Gehäuse 6 bzw. 7 zusammenarbeitet. Der Ansatz 14 bzw. 15 der identisch ausgebildeten Statorpolplatten 2 und 4 ist um den halben Polteilwinkel 17 vom Polzahn 8 aus gesehen nach rechts versetzt angeordnet. Bezogen auf die Statorpolplatte 2 bzw. 4 ist dieser Versetzungswinkel gleich dem vierten Teil des Winkels zwischen zwei benachbarten Polzähnen 8 bzw. 9.

Desgleichen ist die Ausnehmung 16 des topfförmigen Gehäuses 7 bzw. 6 um den halben Polteilwinkel eines Stators versetzt gegenüber einem Polzahn 10 bzw. 11 des Gehäuses 7 bzw. 6.

Auf der strichpunktierten Linie 18, die die Winkelhalbierende des aus dem Ansatz 14 und dem Polzahn 8 gebildeten Winkels ist, befindet sich eine Bohrung 19. Symmetrisch zur Winkelhalbierenden 18 sind auf der Statorpolplatte 2 bzw. 4 zwei weitere Bohrungen 20 und 21 vorgesehen. Da beim Zusammenfügen der beiden Statorpolringe 2 und 4 deren rückwärtige Seiten einander zugekehrt sind, sind bei deckungsgleich übereinanderliegenden Bohrungen 19 bis 21 sowohl die Ansätze 14 und 15 als auch die Polzähne 8 und 9 um den Winkel einer halben Polteilung versetzt. Die durch die Nietverbindung 3 in dieser Weise zusammengefügten Statorpolplatten 2 und 4 legen die Lage der topfförmigen Gehäuse 6 und 7 fest und haben eine einfache Montage der Statoren aus jeweils gleichen Teilen zur Folge, wobei die Versetzung der Polzähnt jedes Stators um die halbe Polteilung gegenüber der Polzähnen des anderen Stators ohne zusätzlich« Hilfsmittel erzielt wird.

*> Gemäß F i g. 4 sind anstelle der drei Bohrungen in dei Statorpolplatte 2' bzw. 3' drei Kerben 19', 20' und 21 vorgesehen. Bei deckungsgleich übereinanderliegender Kerben zweier Statorpolringe kann eine formschlüssige Verbindung durch Schweißen hergestellt werden.

Gemäß Fig.5 sind anstelle von Bohrungen zwe Ansätze 20" und 21" an jeder Statorplatte 2" bzw. 3' vorgesehen. Bei deckungsgleich übereinanderliegender Ansätzen ist ebenfalls der Polwinkelversatz von einei halben Polteilung gegeben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Synchronmotor, insbesondere Schrittmotor, mit einem dauermagnetischen Rotor und zwei koaxial angeordneten Statoren, die magnetisch voneinander getrennt und um den halben Poiteilwinkel eines Stators gegeneinander verdreht sind und die jeweils eine erste und eine zweite Statorpolplatte mit zwischen dem Rotor und der jeweils zugeordneten Spule angeordneten, ineinandergreifenden Polzähnen aufweisen, wobei die in axialer Richtung gesehen benachbarten, ringartig ausgebildeten ersten Statorpolplatten identisch ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten Statorpolplatten (2 bzw. 4) an ihrem Umfang einen ersten Ansatz (14 bzw. 15) oder eine erste Ausnehmung für eine entsprechende zweite Ausnehmung (16) oder einen entsprechenden zweiten Ansatz eines die jeweils erste Statorpolplatte umschließenden Gehäuses (6 bzw. T) aufweist, daß die Statorpolzähne der jeweils zweiten Statorpolplatte und das zugehörige Gehäuse einstückig ausgebildet sind, daß der erste Ansatz (14 bzw. IS) oder die zweite Ausnehmung der ersten Statorpolplatte (2 bzw. 4) oder des Gehäuses (6 bzw. 7) um eine halbe Polteilung gegenüber einem Polzahn (8 bzw. 10) der jeweils zugehörigen ersten Statorpolplatte (2 bzw. 4) des Gehäuses versetzt angeordnet ist, daß jede erste Statorpolplatte (2 bzw. 4) mindestens zwei dritte Ausnehmungen (Bohrungen 19, 20, 21; Kerben 19', 20', 21') oder radiale dritte Ansätze (20", 21") aufweist, wobei die Winkelhalbierende (18) des durch den ersten Ansatz (14) und den zugehörigen Polzahn (8) gebildeten Winkels eine Symmetrieachse für sämtliche dritte Ausnehmungen (Bohrungen 19, 20, 21; Kerben 19', 20', 21') bzw. radiale dritte Ansätze bildet, so daß bei deckungsgleich übereinander liegenden dritten Ausnehmungen oder dritten Ansätze der beiden montierten ersten Statorpolplatten (2, 4) der erste Ansatz (14) der einen ersten Statorpolplatte (2) um eine halbe Polteilung versetzt ist gegenüber dem ersten Ansatz (15) der arideren Statorpolplatte (4).

2. Synchronmotor, insbesondere Schrittmotor, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als dritte Ausnehmungen drei Bohrungen (19, 20, 21) vorgesehen sind, die gleichzeitig zur Aufnahme von Verbindungselementen (Nietverbindungen 3) dienen.

Die Erfindung betrifft einen Synchronmotor, insbesondere Schrittmotor, mit einem dauermagnetischen Rotor und zwei koaxial angeordneten Statoren, die magnetisch voneinander getrennt und um den halben Polteilwinkel eines Stators gegeneinander verdreht sind und die jeweils eine erste und eine zweite Statorpolplatte mit zwischen dem Rotor und der jeweils zugeordneten Spule angeordneten, ineinandergreifenden Polzähnen aufweisen, wobei die in axialer Richtung gesehen benachbarten, ringartig ausgebildeten ersten Statorpolplatten identisch ausgebildet sind.

Eine solche Vorrichtung ist bis auf den Versatz des einen Stators gegenüber dem anderen Stator um einen halben Polteilwinkel aus der DE-OS 19 22 234 bekannt Der bekannte Schrittmotor weist mehr als zwei

Statoren auf, wobei die Winkel zwischen den Polen jedes Stators in bezug auf die entsprechenden Rotorpole einerseits und zwischen den Polen jeweils eines anderen Stators in bezug auf die entsprechenden Motorpole andererseits verschieden sind. Der Polteilwinkel zwischen zwei benachbarten Statorsystemen beträgt daher weniger als 90°. In welcher Weise nun zur Erzielung einer Polverschiebung zwei jeweils benachbarte Statorpolplatten miteinander verbunden werden, ist aus der bekannten Anordnung nicht ersichtlich. Des weiteren erfordert die bekannte Vorrichtung ein topfartiges Gehäuse sowie eine stirnseitige, deckelartig ausgebildete Scheibe. Es sind daher eine Vielzahl von Einzelteilen erforderlich, die insbesondere für die Massenfertigung sich als nachteilig auswirken.

Aus der DE-PS 11 67 965 ist ein Synchronmotor bekannt, welcher zwei koaxial angeordnete Statoren aufweist, die jeder eine erste und eine zweite, mit Statorpolzähnen versehene Stator-Polplatte aufweisen. Die beiden Statoren sind mit ihren Stator-Polzähnen einander zugewandt. Diese beiden Statoren sind um den halben Polteilwinkel eines Stators gegeneinander verdreht Des weiteren sind die beiden Statoren magnetisch voneinander getrennt. Die Verdrehung bzw. radiale Versetzung der beiden Stator-Polysysteme wird dadurch erreicht, daß ein zusätzliches zylindrisches Gehäuse vorgesehen ist, welches mit Führungsnuten versehen ist. In diese Führungsnuten greifen die rippenartigen Ansätze der Statorsysteme ein. Abgesehen davon, daß ein zusätzliches zylindrisches Gehäuse notwendig ist, weist der bekannte Synchronmotor den Nachteil auf, daß versehentlich die Rippen in die falschen Nuten eingeschoben werden können, wodurch die Gefahr besteht, daß die an sich nicht beabsichtigte radiale Versetzung um eine halbe Polteilung nicht zustande kommt.

Aus der DE-OS 22 46 581 ist ein Schrittmotor mit mehreren Statoren bekannt, bei dem jeder Stator aus zwei gegeneinander gerichteten Polplatten mit asymmetrisch angeordneten, ineinander gerichteten Polzahnkränzen besteht. Die Stator-Polpiatten sind jedoch nicht identisch ausgebildet. Die Stator-Polplatten mit den nach links weisenden Stator-Polzähnen weist ein Rückschlußteil auf, welches zur Drehachse einen geringeren Abstand aufweist, als das Rückschlußteil der Polplatte mit den nach rechts weisenden Stator-Polzähnen. Beide Rückschlußteils sind um ihre Dicke in radialer Richtung verschoben, so daß sie mit dem Rückschlußteil des jeweils gegenüberliegenden Stators einen Kern für die jeweilige Spule bilden. Diese Konstruktion ist aufwendig, wenn man bedenkt, daß zusätzlich ein topfförmiges Gehäuse mit einem Abschlußdeckel erforderlich ist.

Aus der DE-OS 14 88 472 ist ebenfalls ein Schrittmotor bekannt, welcher zwei um annähernd 90° versetzte Stator-Polsysteme aufweist. Jedoch sind diese beiden Stator-Polsysteme nicht magnetisch voneinander getrennt. Eine erste Stator-Polscheibe weist Polzähne nur in einer Richtung auf. Eine weitere Stator-Polscheibe weist sowohl in der einen, als auch in der anderen axialen Richtung Stator-Polzähne auf. Bei einstückiger Ausbildung dieser zweiten Stator-Polscheibe ist keine magnetische Trennung in die eine Richtung weisenden Stator-Polzähne von den in die andere Richtung weisenden Stator-Polzähnen gegeben. Des weiteren erfordert die bekannte Vorrichtung unter anderem ein topfförmiges Gehäuse sowie eine Abschlußscheibe.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen