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Auf eine Kardanwelle arbeitende elektrische Maschine
Bei auf Kardanwellen arbeitenden elektrischen Maschinen, wie sie im Fahrzeugbau Anwendung finden, sofern die Maschinenachse in der Längsrichtung des Fahrzeuges liegt, ist als unangenehme Begleiterscheinung zu verzeichnen, dass die Axialstösse und Drehschwingungen der Kardanwelle, die zwischen Motor und einem Getriebe eines Drehgestelles liegen kann, auf die Ankerwelle gelangen. Diese Axialstösse verschlechtern im allgemeinen sehr stark die Kommutierung, weil ein ruhiger Lauf des Kommutators nicht gewährleistet ist. Ferner wird durch die axialbelastung das Festlager auf der Motorwelle oft sehr stark beansprucht, so dass seine Lebensdauer stark verkürzt wird.
Es sind nun bereis mehrere Konstruktionen bekannt geworden, durch die derartige Stösse von der Ankerwelle ferngehalten werden. Es handelt sich dabei z. B. um Antriebe mit Rutschkupplungen, bei denen zwischen der Läuferwelle und einer Zwischenwelle eine Rutschkupplung eingebaut ist, die aber nicht den Charakter einer elastischen Kupplung besitzt, axiale Stösse nur in sehr geringem Umfang, Drehschwingungen dagegen überhaupt nicht abfedern kann, da die Kupplung im eingekuppelten Zustand als starr zu bezeichnen ist. Eine andere Konstruktion betrifft einen Elektromotor mit zwei Geschwindigkeitsbereichen, bei dem die Drehzahlvariierung durch ein Umlaufrädergetriebe ermöglicht wird, das seitlich am Motorgehäuse angebracht ist. In diesem Fall ist der Läufer in Loslagern gelagert.
Er kann sich jedoch nicht frei, sondern nur inAbhängigkeit von der Erregung eines Elektromagneten axial bewegen, mit dessen Hilfe das Getriebe geschaltet wird. Bei Verschiebung des Läufers verschiebt sich gleichzeitig das gesamte Umlaufrädergetriebe einschliesslich der Getriebeausgangswelle bzw. der Zwischenwelle. Auch hier muss gesagt werden, dass eine Abfederung der Drehschwingungen nicht möglich ist.
Bei auf Kardanwellen arbeitenden elektrischen Maschinen, die im Fahrzeugbau Anwendung finden, sind die beiden vorgenannten Ausführungen nicht verwendbar, weil sie nicht geeignet sind, die von der Kardanwelle herrührenden Stösse und Drehschwingungen gleich gut von der Ankerwelle fern zu halten und weil der beschränkte Platzbedarf eine Anordnung von Zwischengetrieben und besonderen Schalteinrichtungen von vornherein ausschliesst. Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion zu schaffen, bei der von der Ankerwelle die vorgenannten Stösse und Drehschwingungen ferngehalten werden.
'Erfindungsgemäss kommt daher eine auf eine Kardanwelle arbeitende elektrische Maschine mit als Loslagern ausgebildeten Läuferlagern, einer axial fixierten Zwischenwelle, über die die Kupplung der Läuferwelle mit der Kardanwelle erfolgt, und einem an der Motorgehäusestirnseite befestigten Lagergehäuse für die Zwischenwelle zur Anwendung, bei der die axiale Fixierung der Zwischenwelle im Lagergehäuse erfolgt und zwischen Zwischenwelle und Läuferwelle eine elastische Kupplung liegt, deren Federelement in axialer und in Umfangsrichtung hauptsächlich auf Schub beansprucht ist und den Läufer axial frei spielen lässt.
Dadurch ist eine geschlossene und kompakte elektrische Maschine geschaffen, an deren Aussenflansch die Kardanwelle direkt angreifen kann, wobei die Axialstösse durch die mit einem Drucklager versehene Zwischenwelle aufgenommen werden, ohne dass sie auf die eigentliche Läuferwelle gelangen, da zwischen Läuferwelle und Zwischenwelle die elastische Kupplung die Stösse ebenso wie die Drehschwingungen der angewinkelten Kardanwelle auffängt.
Um die Baulänge der Maschine zu verringern, ist es vorteilhaft, alle Kupplungsteile, d. h. die Kupplungsteile der elastischen Kupplung und die Kupplungsteile der starren Kupplung, über Hirthverzahnungen und zentrale Axialbolzen mit den zugehörigen Wellenenden zu verbinden.
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Zur Begrenzung des tangentialen und axialen Spieles der elastischen Kupplung sollen beide Kupplungsteile durch Bolzen lose miteinander verbunden sein, wobei die Bolzen in einem Kupplungsteil festsitzen und die entsprechenden Bohrungen im andern Kupplungsteil entsprechend dem gewünschten Spiel grösser gehalten sind und wobei die Bolzen Anschlage besitzen, zwischen denen die Wandung des andern
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des Kupplungsspieles wird aut einfache Art verhindert, dass die Teile der Labyrinthdichtungen der Lager in Berührung gelangen.
Es wird empfohlen, die Lüfterseite des Läufers der Kupplungsseite zuzuwenden und den Kommutator auf die andere Seite des Läufers zu legen, da durch diese Anordnung ein besonders kurzer Bau der Maschine erzielt werden kann.
An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung näher erläutert.
Im Gehäuse 1 einer elektrischen Maschine ist der Läufer über eine Läuferwelle 2 beidseitig in Loslagern 5 und 6 gelagert, die der Läuferwelle 2 ein axiales Spielen und Einstellen auf die magnetische Sym- metrieebgne gestatten. Am Gehäuse 1 ist ein Lagergehäuse 19 stirnseitig befestigt, in dem eine mit der Läuferwelle 2 fluchtende Zwischenwelle 9 über Radiallager 17 und Axiallager 18 zentriert und axial fixiert ist. An die Zwischenwelle 9 schliesst eine lösbare Kupplung 10 an, die zur baulichen Verkürzung über eine Hirthverzahnung 7 und einen Axialbolzen 8 mit der Zwischenwelle 9 verbunden ist. Die Kraft- übertragung von der Läuferwelle 2 auf die Zwischenwelle 9 erfolgt über eine elastische Kupplung, die aus dem inneren Kupplungsteil 11 und dem äusseren Kupplungsteil 12 gebildet ist.
Auf dem inneren Kupplungsteil 11 ist ein Federelement 13 aus elastischem Material aufvulkanisiert, das gleichzeitig in einen Metallring 14 einvulkanisiert ist, der in den Kupplungsteil 12 eingepasst und durch eine Passfeder 15 gegen Verdrehen gesichert ist. Beide Kupplungsteile 11 und 12 sind wiederum über eine Hirthverzahnung 7 und einen Axialbolzen 8 mit der Läuferwelle bzw. mit der Zwischenwelle 9 verbunden. Das Federelement 13 fixiert dieLäuferwelle2 gewissermassen in ihrer axialenLage, gestattet aber in gewissen Grenzen eine freie axiale Bewegung der Läuferwelle 2.
Um zu verhindern, dass übergrosse Ausschwingungen der Läuferwelle 2 ein Berühren der Dichtungselemente hervorrufen, ist die axiale Verschiebbarkeit der beiden Kupplungsteile 11 und 12 zueinander begrenzt durch Bolzen 16, die in den inneren Kupplungsteil 11 fest eingeschraubt und durch Bohrungen im äusseren Kupplungsteil 12 hindurchgeführt sind und Anschläge besitzen, deren Abstand etwas grösser als die Wandstärke des äusseren Kupplungsteile :. 12 ist. Die Bohrungen im äusseren Kupplungsteil 12 sind dabei gleichzeitig so gross zu halten, dass sie ein tangentiales Federn des Federelementes 13 ermöglichen. DieBolzen 16 können gleichzeitig als Sicherheitseinrichtung dienen für den Fall, dass das Federelement bricht.
Ein auf der Läuferwelle 2 sitzender Innenlüfter 3 ist auf die Kupplungsseite gelegt, um eine möglichst kurze Baulänge der Maschine zu erzielen. Der Kommutator liegt demgemäss auf der andern Seite der Läuferwelle.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Auf eine Kardanwelle arbeitende elektrische Maschine mit als Loslager ausgebildeten Läl'fer1a- gern, einer axial fixierten Zwischenwelle, über die die Kupplung der Läuferwelle mit der Kardanwelle erfolgt, und einem an der Motorgehäusestirnseite befestigten Lagergehäuse für die Zwischenwelle, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Fixierung der Zwischenwelle im Lagergehäuse erfolgt und zwischen Zwischenwelle und Läuferwelle eine elastische Kupplung liegt, deren Federelement in axialer und in Umfangsrichtung hauptsächlich auf Schub beansprucht ist und den Läufer axial frei spielen lässt.