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Elektromotor
Für die verschiedensten motorischen Antriebe besteht oft die Aufgabe, nach dem Abschalten des Motors die rotierenden Teile in ganz bestimmter Weise zum Stillstand kommen zu lassen. Dabei kann ein mit dem Abschalten des Motors schlagartiger Stillstand der rotierenden Teile angestrebt werden. Bei andern derartigen Antrieben ist es erwünscht, die rotierenden Teile in bestimmten Zeiten abzubremsen.
Um solche Motoren einfach den verschiedensten Abschaltbedingungen anpassen zu können, ist es fernerhin erforderlich, dass das genannte Abbremsen regelbar eingestellt werden kann. Endlich ist es auch in hohem Masse erwünscht, derartige Antriebe mit einem normalen Motor betreiben zu können. Die oben genannten Aufgaben treten z. B. beim Antrieb von Werkzeugmaschinen, im Reaktorbau, bei elektronischen Steuerungen, Automationsmotoren u. dgl. auf. Selbstverständlich muss dabei für alle möglichen Betriebsfälle ein einwandfreier Lauf des Motors gewährleistet sein, was nur durch eine entsprechende Lagerung aller damit zusammenhängenden Teile gegeben sein kann.
Bei derartigen motorischen Antrieben sind Federkupplungen an sich, wie auch eine einstellbare Verschiebbarkeit des Rotors an sich bekannt. Diese bekannten Konstruktionen können, jede für sich allein, die oben gestellten'Aufgaben in zufriedenstellender Weise nicht lösen.
Gemäss der Erfindung ist eine vorteilhafte Lösung dadurch gegeben, dass bei einem Elektromotor mit auf der Welle einstellbar verschiebbar angeordnetem Rotor die Kombination folgender an sich bekannter Merkmale vorliegt : a) zur Einstellung der Verschiebbarkeit ist eine in einer Hülse angeordnete Einstellfeder vorgesehen, die sich einerseits an der Welle und anderseits an der Hülse abstützt und b) zwischen Rotor und Welle liegt eine Federanordnung, die als Kupplung dient und der Einstellfeder entgegenwirkt.
In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung in zwei Ausführungsformen beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 veranschaulicht einen Elektromotor teilweise geschnitten. Aus Fig. 2 ist bei dem gleichen Motor die Abbremsstellung zu ersehen. Fig. 3 lässt ein konstruktives Detail in einer abgeänderten Ausführungsform erkennen.
Der in den Zeichnungen dargestellte Elektromotor besitzt eine konische Bohrung. Der Rotor 1 ist mit einer Bremsscheibe 19 verbunden, deren Bremsbelag 20 mit einer Bremsfläche 21 des Gehäuses zusammenwirken kann. Im normalen Laufnïmmt der Rotor 1 gegenüber dem Stator 22 die Stellung ein, wie sie aus der Fig. 1 ersichtlich ist. Diese Stellung ist durch die elektromagnetischen Kräfte zwischen Stator und Rotor bedingt.
Wird der Stator 22 von der Spannungsquelle abgeschaltet, so verschiebt sich der Rotor 1 in Richtung des Pfeiles 23, wodurch der Bremsbelag 20 gegen die Bremsfläche 21 angedrückt wird und die Rotation des Rotors abbremst. Diese Bremsstellung ist aus Fig. 2 zu ersehen. Die genannte Verschiebung erfolgt nach dem Aufhören der elektromagnetischen Kräfte zwischen Stator und Rotor unter Einwirkung der Feder 13. Derartige Einrichtungen sind in Konstruktion und Wirkungsweise an sich bekannt. Die genannte Feder 13 ist stärker als die Kupplungsfedern 2, die in der Bremsstellung etwas gedehnt sind (s. Fig. 2). Die in der Bremsstellung etwas verschobenen Konstruktionsteile sind sonst aus Fig. 2 klar ersichtlich. Im wesentlichen ist der Rotor 1 mit der Hülse 7 relativ zum Stator 22 und der
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Motorwelle 11 verschoben.
Die Feder 13 hat diese Verschiebung über den Anschlag 24 und die Hülse 10 durchgeführt. Dabei hat sich die Feder 13 ein wenig entspannt. Der Bremsbelag 20 sitzt an der Bremsfläche 21.
Zur einstellbaren Verschiebbarkeit des Rotors 1 ist die Feder 13 an einer Schraubenspindel 14 angeordnet. Die Feder 13 stützt sich an der Welle 11 über eine Mutter 15 ab, die auf der Schraubenspindel 14 angeordnet ist. Zum Verdrehen der Schraubenspindel 14 dient eine Steckverbindung 16,17 nach Art einer Sechskantverbindung. Der Steckteil 16 kann durch das Handrad 25 in die passende Ausnehmung 17 eingeführt werden, wodurch dann durch Drehen des Handrades 25 die Mutter 15 auf der Schraubenspindel 14 entsprechend verschoben werden kann.
Spannt man die Feder 13, d. h. verkürzt man die Feder 13, so ist dann im Falle eines Abschaltens des Motors ein rascheres Abbremsen gegeben. Die umgekehrten Verhältnisse treten ein, wenn die Feder 13 durch das Handrad 25 entspannt wird. Diese Entspannung kann so weit durchgeführt werden, dass die Kraft der Feder 13 geringer ist als die Gegenkraft der Federn 2 der am andern Ende angeordneten Kupplung. Es läuft dann dieser Motor als normaler Elektromotor ; beim Abschalten ergibt sich keine Bremsung zwischen den Teilen 20 und 21 und der Rotor läuft in üblicher Weise aus.
Es wird wiederholt, dass beim Spannen der Feder 13 mittels des Handrades 25 nach dem Überschreiten des soeben genannten Bereiches dann die Kraft der Feder 13 jeweils grösser ist als die Gegenkraft der Feder 2, so dass je nach der Spannung der Feder 13 ein langsames oder rasches Abbremsen nach Abschalten erfolgt.
Die Federanordnung, die gleichzeitig als Kupplung dient, besitzt bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 drei ineinander angeordnete Zugfedern 2, die abwechselnd verschiedene Wickelrichtungen aufweisen. Die jeweils äussersten Windungen sind mit den Kupplungshälften 3 und 4 fest verbunden. Die linke Kupplungshälfte 3 ist über die Büchse 26 fest mit der Motorwelle 11 verbunden, die rechte Kupplungshälfte 4 ist fest am Rotor 1 und somit auch an der Hülse 7 fest angeordnet. Über die Kupplungsfedern 2 erfolgt somit der Kraftschluss vom Rotor 1 zur Motorwelle 11.
Es wurde schon eingangs darauf hingewiesen, dass für ein klagloses Funktionieren bei den verschiedensten Betriebsbedingungen eine entsprechende Lagerung aller dieser Teile sehr wesentlich ist. Gemäss einem Teilmerkmal der Erfindung ist demgemäss der Rotor 1 auf der Hülse 7 angeordnet, die mit einem Ende 8 auf der einen Seite 9 des Motorgehäuses in einem Rollenlager 27 gelagert ist. Dieses Rollenlager sitzt im Motorgehäuse. Mit dem andern Ende 10 lagert die Hülse 7 über die Büchse 26 auf der Motorwelle 11. Endlich ist die Motorwelle 11 noch am linken Ende 12 des Motorgehäuses in einem Kugellager 28 und in der Hülse 7 über den Ring 29 gelagert. Diese erfindungsgemässe Lagerung entspricht auch bei rauhem Betrieb und bei stossartig auftretenden Beanspruchungen allen Erfordernissen der Praxis.
Aus Fig. 3 ersieht man eine abgeänderte Konstruktion der Kupplung. Zwischen zwei ineinandergesteckten Hülsen 5 und 6 ist eine Schraubenfeder 2 vorgesehen. Das eine Ende dieser Feder ist mit der einen Hülse 5 und das andere Ende mit der andern Hülse 6 fest verbunden. Auch diese Kupplung gestattet eine entsprechende Verschiebung des Rotors 11, wobei die Übertragung des Drehmomentes vom Rotor 1 auf die Welle 11 jeweils gewährleistet ist. Wie schon oben auseinandergesetzt, ist auch diese Kupplungsfeder 2 im Hinblick auf ihre Gegenfeder 13 entsprechend dimensioniert (Möglichkeit, den Elektromotor als normalen Motor betreiben zu können, Verschiebemotor).
Zur einfachen und raschenAnpassbarkeit der Kraft der Feder 13 sitzt der Steckteil 16 (Fig. 1, 2) in einer elastischen Büchse 18 derart, dass dieser Steckteil mittels des Handrades 15 leicht in die Ausnehmung 17 eingeschoben, dann entsprechend verdreht und endlich wieder zurückgezogen werden kann. In der zurückgezogenen Stellung sitzt der Steckteil 16 genügend fest in der Büchse 18, um einen unbeabsichtigten Eingriff zwischen 16 und 17 auszuschliessen. Das Verschieben und Verdrehen des Steckteiles 16 innerhalb der Büchse 18 erfordert wenig Kraft. Die oben genannten Federanordnungen (Fig. 1 - 3), die gleichzeitig als Kupplungen dienen, ergeben in Kombination mit der Einstellung der Verschiebbarkeit des Rotors äusserst einfache und betriebssichere Konstruktionen, die allen Forderungen der heutigen Technik gerecht werden.
Die Erfindung ist auf die dargestellten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. Die Bohrung des Elektromotors muss nicht unbedingt konisch ausgebildet sein. Bei einer zylindrischen Bohrung kann zwecks Verschiebung des Rotors ein getrenntes Gerät vorgesehen sein, das auf das Abschalten bzw. Einschalten der Spannung anspricht. Anderseits kann der Elektromotor auch so gebaut sein, dass er eine mit ihm einheitliche elektromagnetische Einrichtung enthält, wie z. B. eine Zahnung des Rotors und Stators, so dass der Rotor und das Bremsglied selbsttätig axial bewegt werden, wenn der Motor unter Strom gesetzt wird.