DE2738299A1

DE2738299A1 - Einphasenschrittmotor, insbesondere fuer uhren

Info

Publication number: DE2738299A1
Application number: DE19772738299
Authority: DE
Inventors: Jean-Francois Dipl Ing Schwab; Roland Sudler
Original assignee: Quarz Zeit AG
Current assignee: Quarz Zeit AG
Priority date: 1977-08-25
Filing date: 1977-08-25
Publication date: 1979-03-08
Also published as: FR2401543B3; FR2401543A1; JPS5460409A; CH622161GA3; US4267472A

Description

Quarz-Zeit AG βο GDGD Frankfurt/Main Gräfstraße 1D3 Einphasenschrittmotor, insbesondere für Uhren

Die Erfindung bezieht sich auf einen EinphasenschrittmotDr, insbesondere für Uhren, mit einem scheibenartigen, axial magnetisierten Rotor mit einer Anzahl von Rotorpalen und einem Stator, der aus mindestens zwei über ein die Erregerwicklung tragendes Brückenteil miteinander verbundenen Statorteilen besteht, von denen jeder an seinem freien Ende eine im V/ergleich zur Rotorpolzahl kleinere Anzahl von gegen eine Rotorstirnseite gerichteten Statorpolen aufmeist.

Es sind bereits Motore dieser Gattung vorgeschlagen uorden, bei denen an den freien Statorenden um gleiche ülinkel zueinander versetzte Hauptpale angeordnet sind, an die jeweils ein als Hilfspol dienender dreieckiger Ansatz angeformt ist. Die an dem einen Statorteil befindlichen Haupt- und Hilfspole sind dabei gegen die eine Stirnseite des axial magnetisierten Rotors gerichtet und die an dem anderen Statorteil befindlichen Haupt- und Hilfspole gegen die andere Stirnseite. Des weiteren sind Motore dieser Gattung vorgeschlagen worden, bei denen alle an die Statorteile angeformten Haupt- und Hilfspole sich in einer Ebene befinden und gegen eine einzige Rotorstirnseite gerichtet sind. Derartige Motore besitzen einen geringen Energieverbrauch, einen hohen Wirkungsgrad und ein kleines Bauvolumen.

Es hat sich nun gezeigt, daß bei der Optimierung der Eigenschaften dieser Motore eine im Hinblick auf eine Drehmomenterhöhung wünschenswerte l/ergrößerung der Hilfspole häufig nicht oder nicht

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in dem erforderlichen Umfang möglich ist, da eine dadurch bedingte Vergrößerung des Bauvolumens des Motors für viele Anwendungsbereiche und insbesondere bei Verwendung des Motors in Kleinuhruierken nicht zugelassen werden kann.

Diese Nachteile sollen durch die Erfindung überwunden werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, die eine Erhöhung des Drehmoments ohne Vergrößerung des Bauvolumens bei den Motoren der eingangs beschriebenen Gattung gestatten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemSB dadurch gelöst, daß jede Rotorpolflache asymmetrisch ausgebildet ist, dergestalt, daß im Ruhezustand des Rotors ein Rotorpol mit seinem Hauptteil im Bereich eines Statorpols und mit einem Randteil im Bereich des folgenden Statorpols liegt.

Durch diese asymmetrische Ausbildung der Rotorpole kann eine nicht unbeträchtliche Erhöhung des Drehmoments erreicht werden, ohne daß diese eine Vergrößerung des Bauvolumens nach sich ziehen würde. Dies ist darauf zurückzuführen, daß durch die erfindungsgemaße Ausbildung der Rotorpole am Rotor selbst Hilfspole entstehen, die zusammen mit denjenigen des Stators ein hohes Drehmoment ergeben. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Realisierung dieser Maßnahme nur äußerst geringe Kasten verursacht, da lediglich die Magnetisierungsvorrichtung fur den Rotor an die erfindungsgemaße Ausbildung der Rotorpole angepaßt werden muß. Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß, wenn auf eine Drehmomenterhöhung verzichtet wird, das Bauvolumen des Motors verringert werden kann, da ein hilfspolloser Stator Verwendung finden und dieser raumsparender realisiert werden kann.

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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Fläche jedes Rotorpols durch jeweils zwei einen konzentrischen Bezugskreis tangential berührende Linien gleicher Länge gebildet, uobei die Berührungspunkte der Linien auf dem Bezugskreis gleichmäßig verteilt sind. Eine besonders starke Drehmomenterhöhung läßt sich dadurch erzielen, daß der Durchmesser des Bezugskreises kleiner als derjenige des Rotorumfangskreises ist.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele enthält, näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine Aufsicht auf einen Einphasenschrittmotor mit einem tt-poligen Stator und einem G-poligen Rotor,

Figur 2 ein Längsschnitt durch den Einphasenschrittmotor gemäß Figur 1 entlang der Linie H-II₁

Figur 3 eine Aufsicht auf einen anderen Einphasenschrittmotor mit einem i»-poligen Stator und einem B-poligen Rotor und

Figur U eine auseinandergezogene Darstellung des Einphasenschrittmotors gemäß Figur 3 ohne Erregerspule,

jeweils in wesentlich vergrößerter Darstellung.

Der Einphasenschrittmotor nach den Figuren 1 und 2 umfaßt einen 6-poligen Rotor 1 und einen Stator 2, der aus zwei Statorteilen 3 und t» sowie einem diese beiden verbindenden Brückenteil 5 mit der Erregerspule 6 besteht.

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Beide Statorteile 3 und k sind in einer Ebene A angeordnet, (Jährend der Rotor 1 in einer dazu parallelen Ebene B umläuft. Jedes Statorteil 3 bzw. k besitzt zuiei Hauptpole 7 in Form von sich gegen die Rotorachse hin verjüngenden Fingern und daran angeformte dreieckförmige Hilfspole B, deren Spitzen entgegen der Drehrichtung des Rotors weisen. Die freien Enden der Hauptpole 7 stutzen sich auf einem Lagerbock 9 ab, in dem die Rotorwelle 1D gelagert ist. Die Statorteile 3 und U bilden jeweils mit den ihnen zugeordneten Hauptpolen 7 und Hilfspol en 8 eine einstückige Einheit. Beide Einheiten sowie das Brückenteil sind durch Ausstanzen aus einem Hyperm-766-Blech hergestellt.

Der Rotor besteht aus einer kunststoffgebundenen Dauermagnetscheibe 11, bei der als Magnetmaterial eine Samarium-Kobalt-Legierung vorgesehen ist. Auf ihrer dem Stator 2 abgewandten Stirnfläche sitzt eine RückschluBscheibe 12 aus einem weichmagnetischen Material geringer Koerzitivkraft. Für die RückschluBscheibe kann beispielsweise das vorerwähnte Hyperm verwendet werden. Beide Scheiben 11 und 12 sind auf die Rotorwelle 10 aufgepreßt.

Die Dauermagnetscheibe 11 ist axial magnetisiert, das heißt, einem Südpol auf der einen Stirnseite des Rotors 1 steht ein Nordpol auf der anderen Stirnseite des Rotors 1 gegenüber. Jede der einzelnen Polflächen ist asymmetrisch ausgebildet. Sie werden jeweils durch zwei Linien 13 und 1Ί gleicher Länge begrenzt, die einen konzentrischen Bezugskreis 15 tangential berühren und deren Berührungspunkte gleichmäßig auf dem Bezugskreis 15 verteilt sind. Die Spitzen der Polflächen können als Hilfspole angesehen werden, die in Drehrichtung des Motors 1 ausgerichtet sind.

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Der Einphasenschrittmotar nach den Figuren 3 und k besteht aus einem 8-poligen Rotor 1¹ und einem Stator 2', der zwei Statorteile 3¹ und k* souiie eine diese beiden verbindendes Brückenteil 5 mit der Erregerspule 6 umfaßt. Jedes Statorteil 3' bztJ. k* trägt an seinem dem Rotor 1¹ benachbarten Ende vier kreiaringsektorförmige Hauptpole 7¹. An ihren inneren Umfangsbegrenzungslinien gehen sie in einen Ring 17 über, in dem eine Buchse 18 bzw. 19 zur Lagerung der Rotorbielle 10' sitzt. Die Statorteile 3¹ und k^l bilden jeweils mit den ihnen zugeordneten Hauptpolen 7* eine einstückige Einheit.

Der Rotor 1¹ besteht wiederum aus einer kunststoffgebundenen Dauermagnetscheibe 11', bei der als Magnetmaterial eine Samarium-Kobalt-Legierung verwendet wird. Die Dauermagnetscheibe 11' ist auf eine Buchse 20 aufgepreßt, die mit der Rotorwelle 10· eine Einheit bildet.

Die insbesondere aus Figur k ersichtlich ist, ist jede Rotorpolflache wiederum asymmetrisch ausgebildet, wobei jede Fläche durch zwei Linien 13 und 1*t gleicher Länge begrenzt werden. Diese Linien berühren einen konzentrischen Bezugskreis 15 tangential, dessen Durchmesser kleiner als derjenige des Rotorumfangskreises ist. Die Berührungspunkte sind gleichmäßig auf dem Bezugskreis 15verteilt.

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- 7-Le e rs e i t e

Claims

Patentansprüche

Einphasenschrittmotor, insbesondere für Uhren, mit einem scheibenartigen, axial magnetisieren Rotor mit einer Anzahl von Rotorpolen und einem Stator, der aus mindestens zwei über ein die Erregerwicklung tragendes Brückenteil miteinander verbundenen Statorteilen besteht, von denen jeder an seinem freien Ende eine im V/ergleich zur Rotorpolzahl kleinere Anzahl von gegen eine Rotorstirnseite gerichteten Statorpolen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rotorpolfläche asymmetrisch ausgebildet ist, dergestalt, daß im Ruhezustand des Rotors (1, 1') ein Rotorpol mit seinem Hauptteil im Bereich eines Statorpols (7, 7') und mit einem Randteil im Bereich des folgenden Statorpols (7, 7') liegt.

Einphasenschrittmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche jedes Rotorpols durch jeweils zuei einen konzentrischen Bezugskreis (15) tangential berührende Linien (13, Ht) gleicher Länge gebildet ist und die Berührungspunkte der Linien (13, 1Ό auf dem Bezugskreis (15) gleichmäßig verteilt sind.

Einphasenschrittmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Bezugskreises (15) kleiner als derjenige des Rotorumfangskreises ist.

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ORIGINAL INSPECTED