DE1165144B

DE1165144B - Antriebsaggregat

Info

Publication number: DE1165144B
Application number: DES72046A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Wolfgang Volkrodt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-01-12
Filing date: 1961-01-12
Publication date: 1964-03-12

Description

Antriebsaggregat Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat, insbesondere ein Pumpenaggregat. Vor allem bei letzterem, d. h. bei einer Zentrifugalpumpe ist es notwendig, das Pumpenteil gegenüber dem Motor gut abzudichten und ferner mit flüssigkeitsgeschmierten Lagern zu versehen. Meistens verwendet man zur Vermeidung von Stopfbuchsen für die Abdichtung Spaltrohrmotoren, wobei aber die Lagerschwierigkeiten ebenfalls vorhanden sind.
Vorausgesetzt wird ein Antriebsaggregat, wobei das Drehmoment vom Antriebsmotor auf das anzutreibende Maschinenteil mittels sowohl auf diesem als auf einem antreibenden Teil gleichgepolt angeordneten Permanentmagneten, die sich über eine zwischen ihnen vorgesehene Trennwand beeinflussen, übertragen wird. Dies ist vor allem bei Pumpenaggregaten vorteilhaft, da sich hierdurch eine einwandfreie Abdichtung zwischen Pumpe und Antrieb erzielen läßt.
Die Erfindung geht nun von einem derartigen übertragungssystem aus und bezweckt eine weitere Verbesserung desselben. Diese besteht darin, daß das in an sich bekannter Weise frei schwebend angeordnete anzutreibende Maschinenteil, vorzugsweise ein Zentrifugalflügelrad, an einem axialmagnetisierten Permanentmagnetring befestigt ist, der ebenfalls frei schwebend um einen auf der Welle des Antriebsmotors sitzenden, axiahnagnetisierten Permanentmagneten angeordnet ist, und daß oberhalb und unterhalb des frei schwebenden Magnetringes Axialstabilisierungsmagneten vorgesehen sind. Es ist durch diese erfindungsgemäße Anordnung keinerlei Lagerung für den anzutreibenden Maschinenteil, also ein Pumpenrad, Lüfterrad, einen Kompressor u. dgl., notwendig, da der dieses Teil tragende Magnetring durch die gegenseitige Abstoßung dieses Ringes und des auf der Motorwelle sitzenden Magneten frei in der Luft schwebt, andererseits aber durch die magnetische Energie im Luftspalt zwischen diesen beiden Magneten das Drehmoment auf den Magnetring und damit auf das anzutreibende Flügelrad od. dgl. übertragen wird. Es ist übrigens für die übertragung des Drehmomentes vorteilhaft, die sich gegenüberliegenden Flächen die ineinandergreifenden Magneten mit Ausnehmungen zu versehen.
Es ist an sich bekannt, ein anzutreibendes Maschinenteil frei schwebend zwischen Magneten zur Mitnahme durch dieselben anzuordnen, beispielsweise den Rührkörper eines Rührwerkes in der von antreibenden Magneten umgebenen Rührschüssel. Wird ein solcher Rührkörper radialen oder axialen Einflüssen ausgesetzt, dann ist jedoch die Funktion dieser Anordnung in Frage gestellt, da der nichtmagnetische Körper aus seiner normalen, d. h. für die Drehmomentübertragung notwendigen Lage verschoben wird. Diese Gefahr ist beim Erfindungsgegenstand ausgeschaltet, da der angetriebene Teil selbst magnetisch ist und überdies die Axialstäbilisierungsmagneten eine axiale Verschiebung dieses Teiles verhindern bzw. ausgleichen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebsaggregates in Form einer Zentrifugalpumpe dargestellt, wobei F i g. 1 einen Längsschnitt durch dieselbe zeigt, während F i g. 2 ein Querschnitt nach der Linie II-II in F i g. 1 ist.
Das Aggregat besteht zunächst aus einem Elektromotor 1 mit seiner Läuferwelle 2, welche in üblicher Weise in den Lagern 3 und 4 gelagert ist und über das Lager 4 hinaus aus dem eigentlichen Motorgehäuse in das Pumpengehäuse 5 hineinragt. Innerhalb der Pumpe sitzt nun auf dem freien Ende der Welle 2 ein Oxydmagnet 6, der von einem Spaltrohr 7 so umgeben ist, daß er sowie der gesamte Motor gegegenüber dem Flüssigkeitsraum 8 der Pumpe 5 vollkommen flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist, so daß also keine besondere Abdichtung in Form von Stopfbuchsen zwischen Motor und Pumpe notwendig ist.
Um den Magneten 6, der axial magnetisiert ist, ist nun ein weiterer Oxydmagnetring 9 gelegt, der ebenfalls axial magnetisiert und so dimensioniert ist, daß er frei im Raum schwebt. Auf dem Umfang dieses Magnetringes 9 ist ein beidseitig beaufschlagtes Flügelrad 10 befestigt. Der Magnetring 9 hat ferner auf seinem inneren Umfang Ausnehmungen 11, desgleichen der Magnet 6 auf seinem äußeren Umfang Ausnehmungen 12. Steht der Motor still, so stellen sich die beiden Magnetringe 6 und 9 so zueinander ein, daß die magnetische Energie im Luftspalt ein Minimum beträgt. Da der Magnet 6 infolge seiner größeren Länge ein kräftigeres Feld aufbaut, welches in die Aussparungen 11 des Magneten 9 eindringt, ergibt sich eine definierte Leerlaufstellung zwischen den Magneten. Wird der Motor 1 in Betrieb gesetzt, dann nimmt der Magnet 6 den Magnetring 9 und damit das Flügelrad 10 mit, wobei zur sicheren übertragung des Drehmomentes die Ausnehmungen 11 und 12 behilflich sind; gegenüber der Leerlaufstellung ergibt sich dabei eine Winkeländerung. Das Pumpenrad wird jedenfalls synchron zur Motorumdrehung mitgenommen. Eine Auslenkung des Flügelrades aus der durch die Magnetenvorgegebenen Stellung wird dadurch vermieden, daß gegenüber den Stirnseiten des das Flügelrad tragenden Magnetringes 9 noch Magneten 13 vorgesehen sind, wobei selbstverständlich wiederum gleiche Pole gegenüberstehen müssen.
Aus dem gezeigten Ausführungsbeispiel geht hervor, daß das erfindungsgemäße Zentrifugalpumpenaggregat außerordentliche Vorteile insofern besitzt, als jegliche Stopfbuchsenabdichtung sowie auch die bei Spaltrohrmotoren auftretenden Lagerschwierigkeiten und Lagerreibungsverluste in Wegfall kommen. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf Zentrifugalpumpen beschränkt, sondern kann für jedes Antriebsaggregat Verwendung finden, bei dem vor allem Probleme der Lagerung und der Abdichtung zwischen antreibendem und angetriebenem Teil bestehen.

Claims

Patentansprüche: 1. Antriebsaggregat, insbesondere Pumpenaggregat, wobei das Drehmoment vom Antriebsmotor auf das anzutreibende Maschinenteil mittels sowohl auf diesem als auf einem antreibenden Teil gleichgepolt angeordneten Permanentmagneten, die sich über eine zwischen ihnen vorgesehene Trennwand beeinflussen, übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise frei schwebend angeordnete anzutreibende Maschinenteil, vorzugsweise ein Zentrifugalflügelrad (10), an einem axialmagnetisierten Permanentmagnetring (9) befestigt ist, der ebenfalls frei schwebend um einen auf der Welle (2) des Antriebsmotors (1) sitzenden, axialmagnetisierten Permanentmagneten (6) angeordnet ist, und daß oberhalb und unterhalb des frei schwebenden Magnetringes (9) Axialstabilisierungsmagnete (13) vorgesehen sind.
2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Drehmomentübertragung sichernde Ausnehmungen (11, 12) in den sich gegenüberliegenden Flächen der ineinandergreifenden Magneten (6, 9).
3. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des auf der Antriebswelle sitzenden Magneten (6) größer ist als diejenige des frei schwebenden Ringmagneten (9).
4. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 zur Verwendung in einem Pumpenaggregat, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrifugalrad (10) der Pumpe beidseitig beaufschlagt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 274 053, 955 524, 973 515; deutsche Auslegeschrift Nr. 1074 010; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1792 341; französische Patentschrift Nr. 962 789.