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Die Erfindung betrifft eine zylindrische elektrische Wälzmaschine mit einem in einem Gestell kreisförmig beweglich gelagerten Ständer, der Wälzbahnen für Wälzscheiben eines durch eine Parallelführung an unzulässigem
Schrägstellen gehinderten Wälzers aufweist. Zylindrische Wälzmaschinen wurden bisher für ein Drehmoment von höchstens etwa 50 Nm gebaut. Auch die Wälzmaschine nach der franz. Patentschrift Nr. 1. 446. 397 hat kein wesentlich grösseres Drehmoment zum Ziel, da kein Gewichtsausgleich, sondern nur ein Fliehkraftausgleich beschrieben ist, der aber durch eine Konstruktion gegenseitiger Durchdringung von zwei in Gegenphase umlaufenden Wälzern mit je zwei Wälzscheiben, für den elektrischen Teil weniger Raum verfügbar lässt und die
Grösse des relativen Schlupfes infolge Differenzbildung weniger präzise festlegt.
Zweck der Erfindung ist es,
Konstruktionsmerkmale anzugeben, die die Herstellung von mittleren (über etwa 30 Nm) und grösseren
Wälzmaschinen (über etwa 500 Nm) erleichtern bzw. ermöglichen.
In der österr. Patentschrift Nr. 215527 ist die grundsätzliche Wirkungsweise einer zylindrischen
Wälzmaschine kurz erläutert und eine Abstützung der nebeneinanderliegenden Stirnflächen von Ständer und
Wälzer gegeneinander angegeben, die beispielsweise mit Hilfe von abnormalen axialen Kugellagern ein
Schrägstellen der Wälzerachse gegenüber der Maschinenachse vermieden hat. Die Materialbeschaffung und
Herstellung erfordert jedoch für dieses Lager derart viel Zeit und Aufwand, dass diese Lösung nur für
Ausnahmsfälle oder grössere Stückzahlen ausgeführt werden kann, abgesehen davon, dass sie nur bis zu einer beschränkten auf den Aussendurchmesser bezogenen Maschinenlänge gut wirksam ist.
Der Fliehkraftausgleich dieser Maschine wird durch bewegliche Anordnung der Wälzer- und der Ständerachse erreicht, die um die gemeinsame Schwerachse rotieren (vgl. E. u. M., Juli 1961, S. 263). Zwei der erforderlichen Aufhängeösen sind in
Fig. 2 der österr. Patentschrift Nr. 215527 dargestellt.
Erfindungsgemäss sind für die Parallelführung des Wälzers zwei leicht bewegliche mit Halslagern ausgestattete Gleichlaufkupplungen, vorzugsweise Laschenkupplungen, vorgesehen, deren Naben auf einer zweiseitig gelagerten durchgehenden Abtriebswelle befestigt sind, wobei mindestens die auf der
Hauptabtriebsseite angeordnete Gleichlaufkupplung mit einem verstellbaren, elastischen und dämpfenden
Zwischenstück ausgestattet ist, mit dessen Hilfe eine Verdrehung der beiden Wälzscheiben gegeneinander verhinderbar ist, und ist bei Maschinen mit horizontaler Welle für den Gewichtsausgleich des Ständers und
Wälzers eine zwischen Ständer und Gestell wirksame Feder vorgesehen, welche im Gestell horizontal verschiebbar oder wenigstens senkrecht zur Ständerachse verschiebbar gelagert ist.
Zur Erläuterung der einzelnen Merkmale ist folgendes zu bemerken : Die Hilfslager um die Drehbolzen der
Kupplung bewirken eine axiale Führung und können für geringe Unterschiede in der Leistungsübertragung der beiden Wellenstummel zweifellos ausreichend bemessen werden. Betriebsmässig muss aber mit grossen
Unterschieden in der Leistungsübertragung gerechnet werden, da das zweite Wellenende zumeist nur wenig oder nicht belastet ist.
In diesen Fällen kann ein Schrägstellen der Wälzerachse gegenüber der Ständerachse erst durch die erfindungsgemässe Massnahme vermieden werden dass mindestens die auf der Hauptabtriebseite angeordnete
Gleichlaufkupplung mit einem verstellbaren elastischen und dämpfenden Zwischenstück ausgestattet ist, zur
Angleichung der Verdrehung der dem Hauptabtrieb benachbarten Wälzscheibe an die der entfernteren Wälzscheibe bei Leistungsübertragung. Denn die durchgehende Welle ist in diesen Fällen mit einer
Drehmomentdifferenz bis zum halben abgegebenen Drehmoment belastet und verdreht sich daher um einen Winkel, der nicht vernachlässigbar ist.
Durch diese Justierung können infolge des relativen Schlupfes (s. österr. Patentschrift Nr. 215527) auch kleine Ungleichheiten der beiden Wälzdurchmesser vermieden werden. Zwei leicht bewegliche Kupplungen, eine davon mit elastischem Zwischenstück, können besonders bei Ausführung mit nur einem freien Wellenende und sogar bei vertikaler Welle vorteilhaft sein.
Die durchgehende Welle ist auch vorteilhaft, weil sie einen weit kleineren Durchmesser hat als beispielsweise ein Kreuzgelenk. Infolgedessen ergibt sich ein kleinerer Durchmesser der Wälzerbleche und ein kleinerer Maschinendurchmesser. Auch für den Antrieb eines Fliehkraftschalters, Lüfters oder anderer Hilfsantriebe ist das zweite Wellenende von Vorteil.
Vorzugsweise bei grösseren Maschinen muss das Gewicht des Wälzers und des Ständers so gestützt werden, dass die beiden Schwerachsen im Anlauf, bei Belastung und im Leerlauf praktisch unbehindert um die gemeinsame Schwerachse kreisen können. Das bereitet bei vertikaler Welle keine konstruktiven Schwierigkeiten.
Bei horizontaler Welle ist für den Gewichtsausgleich des Ständers und Wälzers erfindungsgemäss eine zwischen Ständer und Gestell wirksame Feder (Druck- oder Tellerfeder) vorgesehen, welche im Gestell horizontal verschiebbar oder wenigstens senkrecht zur Ständerachse verschiebbar gelagert ist. Das kann in der Weise geschehen, dass für die Lagerung der Feder im Gestell ein senkrecht zur Ständerachse beweglicher Kugel- oder Nadelschlitten vorgesehen ist, dessen anderer Laufteil an einem verstellbaren Gestelldeckel oder an einer vertikal verstellbaren Zwischenplatte befestigt ist.
Schliesslich ist es bei grossen Drehmomenten möglich, die Wälzmaschine mit drei oder mehr magnetischen Kreisen auf einem gemeinsamen Tragrohr des Wälzers mit nur zwei gemeinsamen Wälzscheiben, beweglichen Kupplungen und Wälzbahnen bei durchgehender Welle auszurüsten. Noch weiter kann der Maschinendurchmesser vermindert werden, wenn das Tragrohr des Wälzers aus permanent magnetisiertem Magnetstahl besteht, damit auf die Gleichstromerregung verzichtet werden kann.
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Weitere Einzelheiten und Zusammenhänge ergeben sich an Hand der Darstellung bevorzugter
Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen. Fig. l zeigt die erfindungsgemässe Ausführung einer zylindrischen
Wälzmaschine mit horizontaler Welle und Gewichtsausgleich mit Kugelschlitten, überwiegend im Vertikalschnitt - durch die Maschinenachse ; der Nabenhebel-3a-der rechten Kupplung mit dem elastischen Zwischenstück --7, 8, 9-ist als Schnitt-CD-in die Zeichenebene gedreht gezeichnet.
Fig. 2 zeigt in oberer Hälfte von rechts gesehen eine Ansicht der rechten Kupplung mit elastischem Zwischenstück, in der unteren Hälfte von links gesehen eine Ansicht der linken Kupplung ; die Schnitte-AB und CD- (Nabenhebel) sind eingezeichnet, Fig. 3 zeigt einen Gewichtsausgleich, in dem der Kugelschlitten durch zwei gerade Federn ersetzt ist im Schnitt senkrecht zur Maschinenachse. Fig. 4 zeigt eine gestreckte Bauart der
Wälzmaschine mit vier magnetischen Kreisen und magnetischem Tragrohr des Wälzers.
In Fig. 1 ist eine elektrische Wälzmaschine dargestellt, die einen in einem Gestell kreisförmig beweglich gelagerten Ständer--10, 12--aufweist, der mit Wälzbahnen für die Wälzscheiben --6-- des Wälzers ausgestattet ist. Bei Wälzmaschinen ist es von Wichtigkeit, dass der Wälzer an unzulässigem Schrägstellen gehindert wird. Die hiefür erforderliche Parallelführung ist erfindungsgemäss in der Form von zwei leicht beweglichen, mit Halslagern--5a--ausgestatteten Gleichlaufkupplungen--3, 4, 5--, im dargestellten
Ausführungsbeispiel Laschenkupplungen, vorgesehen. Die Wälzmaschine ist mit einer durchgehenden
Abtriebswelle--l--ausgestattet, das rechts gezeichnete Wellenende--la--ist für den Hauptabtrieb, das linke schwächere Wellenende-Ib-ist für den Hilfsantrieb bestimmt.
In den beiden Gehäusedeckeln --2-- ist die Welle drehbar gelagert. Auf der Welle--l--ist die kleine Brille--3--der leicht beweglichen und axial geführten Kupplung für den Hilfsabtrieb aufgepresst. Die grosse Brille-4-enthält zwei gabelförmige
Enden und die Verbindungslaschen --5-- zur kleinen Brille --3-- und zur Wälzscheiben-6-, die einen
Bolzen --6a-- für die Verbindungslasche zur grossen Brille trägt.
Hauptabtriebseitig, in Fig. 1 rechts, wird die kleine Brille ersetzt durch den zweiarmigen Nabenhebel - -3a--, dargestellt im Schnitt--CD-, der ausser der Verbindungslasche--5--zur grossen Brille noch an jedem Ende beispielsweise vier rechteckige Gummischeiben-7--, zwei rechteckige Druckplatten-8--, einen Bolzen mit Gewinde und Sicherungsscheibe --9-- und rechts zwei Gegenmuttern zur Verstellung des Verdrehwinkel entsprechend der Verdrehung der durchgehenden Welle--l--enthält.
Fig. 2 zeigt die Anordnung der Laschen --5-- und der vier Tragrohre, deren Bohrungen --11-- in den quadratischen Flanschen--12--des Ständerrohres--10--gezeichnet sind. Befestigt sind die Tragrohre oder Bolzen in den beiden Gestelldeckeln--2--, während die Bohrungen--11--eine kreisförmige Bewegung gestatten.
Fig. l zeigt unten, etwas vergrössert gezeichnet, ein Ausführungsbeispiel des Federausgleiches für das Gewicht von Ständer und Wälzer. Im äusseren Rohr--10--des beweglichen Ständers ist eine Tragschraube - -13-- mit Stirnschlitz eingeschraubt, deren Mutter--14--sowohl für die Führung der Druckfeder (Tellerfeder) als auch des zugehörigen Federtellers--16--ausgebildet ist. Unter dem Federteller--16-sitzt der ebene Oberteil--17--eines Kugelschlittens, dessen Kugelkäfig --18-- wenigstens senkrecht zur Maschinenachse beweglich sein muss. Die untere Kugelbahn--19--liegt auf dem Deckel--20--der Grundplatte--21--auf und ist durch eine Ringbeilage gegen seitliche Verschiebung gesichert.
Mit Hilfe der Deckelschrauben--22--ist eine Feineinstellung der Achshöhe des Ständers möglich.
In Fig. 3 ist eine Variante für kleinere Bewegungen senkrecht zur Maschinenachse im Schnitt-AB-gezeichnet. In den Oberteil --17a-- aus Stahl sind zwei oder mehr schmale Schlitze eingeschnitten, in die rechteckige Federn-25-eingelötet oder eingepresst sind. Die Enden der Federn sind leicht gerundet und ruhen auf dem vertikal einstellbaren Deckel-20-der Grundplatte-21-auf.
Fig. 4 zeigt eine Wälzmaschine gestreckter Bauart und entsprechend kleinen Aussendurchmessers. Sie enthält beispielsweise vier angedeutete magnetische Kreise, aber nur zwei gemeinsame, innenliegende Wälzbahnen. Um die Gleichstromerregung und damit noch weiter an Aussendurchmesser zu sparen, besteht das Tragrohr--24-des Wälzers aus permanent magnetisiertem Magnetstahl. Die beweglichen Kupplungen sind durch die kleine Brille --3-- und den Nabenhebel--3a--angedeutet. Das Schutzblech--23--ist an den beiden Gehäusedeckeln - -2--, etwa durch Schrauben, abnehmbar befestigt.
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