DE1025976B

DE1025976B - Elektromotor fuer den Antrieb innerhalb eines Behaelters mit unmagnetischer Trennwand zwischen Stator- und Rotorsystem

Info

Publication number: DE1025976B
Application number: DE1956P0016055
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Decker; Wilhelm Siegner
Original assignee: Pintsch Bamag AG
Current assignee: Pintsch Bamag AG
Priority date: 1956-04-13
Filing date: 1956-04-13
Publication date: 1958-03-13

Description

Elektromotor für den Antrieb innerhalb eines Behälters mit unmagnetischer Trennwand zwischen Stator- und Rotorsystem Bei Behältern für Gas oder Flüssigkeit, bei denen im Innern eine Rührwelle od. dgl. bewegt werden muß, erfolgte bisher der Antrieb durch einen außen,-liegenden Motor. Dabei mußte die Antriebswelle dicht durch den Behälterabschluß geführt werden. Dies führt zu Undichtigkeiten und wegen der hohen zu überwindenden Reibung zu Leistungsverlusten des Motors.
Es ist bereits bekannt, einem Elektromotor für den Antrieb innerhalbeines Behälters mit unmagnetischer Trennwand zwischen Stator- und Rotorsystem anzuordnen, dessen Statorsystem aufs ringförmig um die Motorachse angeordneten bewickelten Statorpolkernen besteht. Dabei stehen. sieh die Polflächen von Stator- und Rotorsystem axial getrennt durch die Trennwand gegenüber, wodurch ein magnetischer Axialzug auf die Welle ausgeübt wird. Außerdem mußte die Stärke der Trennwand möglichst gering bemessen werden.
Es gab auch derartige Antriebe:, die ohne Trennwand waren, wobei die Seitenwände eines hochgezogenen Topfes zwischen Rotor- und Statorpolen hinabreichten. Dadurch treten jedoch große magnetische Verluste ein.
Durch die vorliegende Erfindung werden diese Nachteile in einfacher und sicherer Weise vermieden. Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke besteht bei dem Elektromotor für den Antrieb eines Behälters mit unmagnetischer Trennwand zwischen Stator- und Rotorsystem darin, daß die die Erregerspulen tragenden Polkerne in der den Behälterabschluß bildenden Platte gas- bzw. flüssigkeitsdicht derart eingelassen sind, daß die Polschuhe in das Behälterinnere ragen und dien. auf der im Behälter anzutreibenden Welle sitzenden Rotor direkt umfassen.
Auf diese Weise wird ein Antrieb einer im Innern eines Behälters liegenden Welle geschaffen, ohne: daß irgendeine Dichtung für den sonst üblichen Durchtritt der Wellte geschaffen werden muß. Diese Anordnung ist im besonderen bei solchen Behältern von Vorteil, bei denen im Inneren- hohe Drücke herrschen.
Außerdem ist die Möglichkeit gegeben, die Trennwand in beliebiger Stärke ohne Einfluß auf die Größe des Motorluftspaltes ausführen zu können. Dies stellt eine neue vorteilhafte Lösung für elektrische Antriebe innerhalb eines Behälters dar. Das Besondere in dieser Ausgestaltung liegt darin, daß die den Behälterabschluß bildende, die Polkerne enthaltende Platte gleichzeitig zur Lagerung der im Behälterinnern anzutreibenden Welle dient.
Weitere Einzelheiten der neuartigen Gestaltung sind aus der Beschreibung des nachstehenden Ausführungsbeispieles zu entnehmen, welches in der Zeichnung dargestellt ist, und zwar veranschaulicht Fig. 1 das Schema der gesamten Anordnung. teilweise im Schnitt, Fig.2 den senkrechten Schnitt durch de Motoranordnung, Fig. 3 das Schema der Stromzuleitung zu den einzelnen Magnetspulen.
Wie aus Fig. 1. ersichtlich, ist in. dem Behälter 1 die Rührwerkswelle 2 gelagert. Die den oberen. Behälterabschluß bildende Platte 3, die aus ummagnetischem Material besteht, ist mit der oberen Behälterwand dicht verbunden. In die Behälterabschlußplatte 3 -im folgenden Polplatte genannt - sind die Polkerne 4 gas- und flüssigkeitsdicht eingelassen, z. B. verschweißt oder eingepreßt. Die Polschuhe 4a ragen in das Behälterinnere und umschließen den auf der Antriebswelle 2 befestigten Rotor 5. Dabei ist die Welle 2 in einem in der Polplatte 3 angeordneten Lager, z. B. Kugellager 6, gelagert. Auf diese: Weise wird erreicht, daß keimte Dichtung für den Durchtritt der Lagerwelle durch das Behältergehäuse mehr erforderlich ist. Auf den Polkernen 4 sind die Erregerspulen 7 angeordnet, und sämtliche Polkerne sind durch eine Abdeckplatte 8 verbunden, um den Magnetkreis zu schließen. Der Rotor 5 ist sternförinig ausgebildet, der an seinen Armen einseitig ausgebildete Nasen 5.a. trägt, deren die Ankerfläche bildender Teil nicht konzentrisch zur Achse verläuft, sondern kurvenförmig nach innen abfällt. Dabei besitzt der Rotor 5 halb so viel Nasen 5 a, wie Pole 4 a vorhanden sind.
Zur Steuerung des Magnetmotors ist ein außerhalb des Motors angeordnetes Steuergerät 9 vorgesehen, wobei dieses Steuergerät die wechselseitige Erregung der Magnetspulen 7 derart bewerkstelligt, daß je nach Schnelligkeit der Umschaltung die Drehzahl des Motors geregelt wird. Werden alle Magnetspulen 7 gleichzeitig erregt, so wird dadurch der Rotor 5 abgebremst und festgehalten.
Die Arbeitsweise des Magnetmotors ist folgende: Angenommen sei, daß die Pole 4 a der Magnetspule 7 als Südpole ausgebildet sind, während die übernächsten Pole Nordpole sind. Bei Einschaltung der Hälfte der Magnetspulen 7, und zwar so, daß sich immer eine nicht eingeschaltete neben einer eingeschalteten befindet, nimmt der Magnetkreis folgenden Weg Am Nordpol N tritt er aus und geht dann über eine Nase 5 a des Rotors und dann über die folgende Nase und tritt in den Südpol S ein. Dadurch erfolgt die Anziehung der Nasen, welche die Drehbewegung bewirken. Nachdem der Rotor 5 einen bestimmten Drehweg zurückgelegt hat, werden die bisher erregten Spulen abgeschaltet und die nicht erregten Spulen eingeschaltet. Die Drehbewegung wird dadurch hervorgerufen, daß die Kraftlinien das Bestreben haben, den kürzesten Weg herzustellen, während er im ersten Moment durch die Nasen verlängert ist.
Da der Rotor am Außenumfang nicht kreisförmig, sondern die Nassen außen eine nach innen abfallende Oberfläche haben, wird der Luftspalt am Pol bei der Drehung enger, und die Induktion steigt. Auch diese Anordnung unterstützt die Drehbewegungen, da das Feld das Bestreben hat, die Teile so an sich zu ziehen, bis der kleinste Abstand erreicht ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind zwei benachbarte eingeschaltete Spulen so gepolt, daß die Pole 4a jeweils einen Nord-und einen Südpol bilden.
Sobald eine derartige Teildrehbewegung abgeschlossen ist, werden die unerregten Spulen eingeschaltet, so daß sich der beschriebene Vorgang wiederholt. Durch wechselweise Ein- und Ausschaltung der betreffenden Spulenreihen wird eine fortschreitende Drehbewegung erzielt. Mit der Schnelligkeit der Schaltfolgen kann die Drehzahl erhöht bzw. gesenkt werden.
Durch Einschaltung aller Spulen gleichzeitig wird die Welle abgebremst, da dann der Stromzufluß über zwei unmittelbar benachbarte Pole und die Rotornase geleitet wird und damit die letztere festhält. Der Rotor mit angetriebener Welle kommt daher in kurzer Zeit zum Stillstand.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektromotor für den Antrieb innerhalb eine Behälters mit unmagnetischer Trennwand zwischen Stator- und Rotorsystem, dessen Statorsystem aus ringförmig um die Motorachse angeordneten bewickelten Statorpolkernen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die die Erregerspulen (7) tragenden Polkerne (4) in der den Behälterabschluß bildenden Platte (3) gas- bzw. flüssigkeitsdicht derart eingelassen sind, daß die Polschuhe (4a) in das Behälterinnere ragen und den auf der im Behälter anzutreibenden Welle (2) sitzenden Rotor (5) direkt umfassen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Behälterabschluß bildende, die Polkerne (4) enthaltende Platte (3) gleichzeitig zur Lagerung der im Behälterinneren anzutreibenden Welle (2) dient.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß da,# zur Steuerung dienende. außerhalb des Motors befindliche Steuergerät (9) die wechselseitige Erregung der Magnetspulen derart bewerkstelligt, d-aß je nach Schnelligkeit der Unischaltung die Drehzahl de-Motors geregelt wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß bei gleichzeitiger Erregung aller Spulen (7) der Rotor (5) abgebremst und festgehalten wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 151889, 350 218, 382 057, 638 023 österreichische Patentschrift Nr. 18-1982: französische Patentschrift Nr. 995 386; britische Patentschriften Nr. 653 154, 715 277. 748708-, USA.-Patentschriften Nr. 2 541906. 2 592 752.