DE1246107B

DE1246107B - Arrangement for supercritical coordination of the vibration behavior of shaded pole motors, especially for driving sound devices

Info

Publication number: DE1246107B
Application number: DE1962L0043759
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Janssen; Dieter Helms
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1962-12-21
Filing date: 1962-12-21
Publication date: 1967-08-03
Also published as: GB1063209A

Description

Anordnung zur überkritischen Abstimmung des Schwingungsverhaltens von Spaltpolmotoren, insbesondere zum Antrieb von Tongeräten Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur überkritischen Abstimmung des Schwingungsverhaltens von Spaltpolmotoren mit Innenlüfter, insbesondere solchen, die für den Antrieb von Tongeräten bestimmt sind.Arrangement for supercritical coordination of the vibration behavior of shaded pole motors, in particular for driving sound equipment The invention relates on an arrangement for the supercritical coordination of the vibration behavior shaded pole motors with internal fans, especially those used to drive Sound devices are intended.

Spaltpolmotoren haben normalerweise einen relativ schlechten Wirkungsgrad, welcher sich unter anderem durch hohe Wärmeverluste bemerkbar macht. So kann ein Spaltpolmotor im Gehäuse eines Tongerätes nur dann eingesetzt werden, wenn für eine ausreichende Wärmeabfuhr gesorgt wird, d. h. wenn ein zusätzlicher Lüfter am Motor angeordnet wird.Shaded pole motors usually have a relatively poor efficiency, which is noticeable, among other things, by high heat losses. So can a Shaded pole motor in the housing of a sound device can only be used if for a adequate heat dissipation is provided, d. H. if an additional fan on the engine is arranged.

Bei Spaltpolmotoren entstehen außerdem, bedingt durch die Nutgrundfrequenz und die entsprechenden Oberwellen, Kräfte bestimmter Frequenz zwischen Ständer und Läufer, welche in radialer Richtung auf den Läufer wirken und diesen auf " Biegung beanspruchen. Durch diese Rüttelkräfte entstehen unzulässig laute Geräusche, zumal in den Fällen, in: denen die Frequenz der Nutgrundwelle mit der Eigenfrequenz des Läufers zusammenfällt und eine Resonanz entsteht. Um eine solche Resonanz zu verhindern, ist man bekanntlich bestrebt, die Eigenfrequenz des Läufers außerhalb der Nutgrundfrequenz zu halten. Dies geschieht beispielsweise durch Anordnung einer solchen Anzahl von Nuten auf dem Läufer, daß die Nutgrundfrequenz weit über der Eigenfrequenz liegt. Somit wird eine überkritische Abstimmung des Schwingungsverhaltens des Läufers erreicht,. d. h., der Läufer wird durch die erregende Störfrequenz nicht mehr in Resonanz versetzt.Shaded-pole motors also arise due to the basic slot frequency and the corresponding harmonics, forces of certain frequency between stator and Runner, which act in the radial direction on the runner and this "bend" claim. These shaking forces produce impermissibly loud noises, especially in those cases in which the frequency of the groove fundamental wave corresponds to the natural frequency of the Runner collapses and a resonance arises. To prevent such a resonance, it is well known that efforts are made to keep the natural frequency of the rotor outside the basic groove frequency to keep. This is done, for example, by arranging such a number of Grooves on the rotor so that the basic groove frequency is well above the natural frequency. A supercritical coordination of the rotor's vibration behavior is thus achieved. d. This means that the rotor is no longer set in resonance due to the exciting interference frequency.

Es ist auch bereits bekannt, durch entsprechende Veränderung des Läufer-Wellendurchmessers eine überkritische Abstimmung zu erreichen.It is also already known by changing the rotor shaft diameter accordingly to achieve an overly critical vote.

Wird nun aus den öbenerwähnten Gründen hoher Wärmeverluste ein Spaltpolmotor mit einem außerhalb seines Gehäuses angebrachten Zusatzlüfter versehen, so entstehen durch diesen am Läufer noch zusätzlich zu den Rüttelschwingungen störende und geräuscherregende Schwingungen in axialer und radialer Richtung. Bei Ausrüstung eines Spaltpolmortors mit einem intensiv wirkenden Innenlüfter am Läufer entsteht notwendigerweise ein relativ großer Abstand zwischen den Lagerstellen des Läufers. Dieser Abstand ist gegenüber einem Motor mit außen angebrachtem Zusatzlüfter mindestens um die Breite des Innenlüfters größer. Der vergrößerte Abstand zwischen den Lagerstellen schafft aber für den Läufer im Spaltpolmotor durch die angreifenden Rüttelkräfte in dynamischer Hinsicht ungünstige und kritische Verhältnisse, die das Schwingungsverhalten des Spaltpolmotors mit Innenlüfter zwangsweise weiterhin verschlechtern. Ein Spaltpolmotor, dessen Welle an einem Ende in einer Axiallagerung mit Wellenkuppe oder kugelgelagert ist und dessen freies Wellenende als Abtrieb dient, hat in dieser Konstruktionsausführung ein besonders ungünstiges Schwingungsverhalten. Die Läuferschwingungen eines derartigen Spaltpolmotors lösen starke Läufergeräusche aus, die weit über der für Tongeräte zulässigen Grenze liegen.A shaded pole motor is now used for the reasons mentioned above with high heat losses provided with an additional fan attached outside its housing, so arise due to this disturbing and noisy vibrations on the runner in addition to the shaking vibrations Vibrations in the axial and radial directions. When equipping a shaded pole motor with an intensive internal fan on the runner, there is necessarily a relatively large distance between the bearings of the rotor. This distance is by at least the width compared to a motor with an additional fan attached to the outside of the inner fan is larger. The increased distance between the bearing points creates but more dynamic for the rotor in the shaded-pole motor due to the acting vibratory forces Respect unfavorable and critical conditions that affect the vibration behavior of the Shaded pole motor with internal fan inevitably continue to deteriorate. A shaded pole motor, its shaft at one end in an axial bearing with a shaft tip or with ball bearings and whose free shaft end serves as an output, has in this design version a particularly unfavorable vibration behavior. The rotor vibrations of such a Shaded pole motors cause strong runner noises that are far higher than that for sound devices permissible limit.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die überkritische Abstimmung des Schwingungsverhaltens eines Spaltpolmotors mit intensiv wirkendem Innenlüfter und einer so großen Läufernutenzahl, daß die Eigenfrequenz des Läufers bei vorgegebenem Lagerabstand kleiner ist als die Frequenz der elektromagnetischen Erregung am Läufer, so auszugestalten, daß der Spaltpolmotor sich für den Antrieb von Tongeräten eignet.It is the object of the invention, the supercritical coordination of the Vibration behavior of a shaded pole motor with an intensely acting internal fan and such a large number of runner slots that the natural frequency of the runner at a given The distance between the bearings is smaller than the frequency of the electromagnetic excitation on the rotor, designed so that the shaded pole motor is suitable for driving sound equipment.

Erfindungsgemäß sind die Lagerbügel eines derartigen Spaltpolmotors zur Herabsetzung der Eigenfrequenz des Läufersystems in radialer Richtung federnd ausgebildet.According to the invention are the bearing brackets of such a shaded pole motor resilient to reduce the natural frequency of the rotor system in the radial direction educated.

Es ist bekannt, die Lagerbügel kleiner Elektromotoren federnd auszugestalten. Dazu werden die Lagerbügel membranartig ausgestaltet. Es ist auch bekannt, die Lager in Kreuzgelenke bzw. in als Kreuzgelenk wirkende Scheibengelenke einzusetzen. Weiterhin ist es versucht worden, durch elastische Zwischenlagen entweder zwischen dem Lager und dem zugehörigen Lagerbügel bzw. dem Lagerschild oder zwischen den Lagerbügeln und dem Ständer des Motors das . Schwingungsverhalten zu verbessern.It is known to design the bearing bracket of small electric motors to be resilient. For this purpose, the bearing brackets are designed like a membrane. It is also known the camp to be used in universal joints or in disc joints acting as universal joints. Farther It has been attempted to use elastic spacers either between the bearings and the associated bearing bracket or the end shield or between the bearing brackets and the stator of the motor that. To improve vibration behavior.

Alle diese bekannten Anordnungen lassen entweder ein Federn in radialer Richtung nicht zu und sind somit für die entsprechend der Erfindung angestrebte Wirkungsweise unbrauchbar oder aber ihre Dämmungswirkung ist so gering, daß sie für den angegebenen Zweck wirkungslos bleibt.All of these known arrangements allow either a radial spring Direction not to and are thus for those according to the invention Desired mode of action is unusable or its insulating effect is so poor, that it remains ineffective for the stated purpose.

Schließlich ist es bekanntgeworden, zur Verhinderung einer Körperschallübertragung zwischen dem Motorgehäuse und dem Gerät, eine.-Schwingungsentkopplung anzuordnen, wie sie als sogenannte Mittelpunktsankopplung in der Zeitschrift ETZ (A), 1961, S.799 bis 802 und der Zeitschrift Elektro-Technik, 1962, S. 482 bis 484, beschrieben ist. Diese Anordnung verhindert zwar die Übertragung aller Schwingungen, mit welchen das Motorgehäuse bzw. der Ständer behaftet ist, nicht jedoch die Weiterleitung der Schwingungen des Läufers. Diese werden, da der Läufer fest in den Lagerschilden gelagert ist, auch bei einer solchen aufgezeigten Anordnung über die Läuferwelle übertragen. Wird beispielsweise die Läuferwelle mit einem Getriebe=verbunden, sö werden ihre Schwingungen auf dieses übertragen und gehen von dort aus in das Gehäuse des Gerätes über. Auch bei einem auf die Lüfterwelle -aufgesetzten Reibrad, beispielsweise zum Antrieb. eines .Plattenspielers, ist eine Übertragung der- Läuferschwingungen auf das Gerät und damit ein Riünpeln des Plattenspielers nicht zu vermeiden. Es ist also erforderlich, den Läufer gegenüber dem Motorgehäuse so zu lagern, daß die Läuferschwingungen weitestgehend gedämpft,=werden, denn-gerade .die -eingangs erwähnten Rüttelkräfte sind durch die Maßnahme der Mittelpunktsankopplung vom Gerät nicht fernzuhalten.Finally, it has become known to prevent structure-borne sound transmission between the motor housing and the device to arrange a vibration decoupling, as it is called the so-called midpoint coupling in the magazine ETZ (A), 1961, P. 799 to 802 and the magazine Elektro-Technik, 1962, p. 482 to 484 described is. This arrangement prevents the transmission of all vibrations, with which the motor housing or the stator is affected, but not the forwarding of the Vibrations of the rotor. These are because the rotor is firmly in the end shields is stored, even in such an arrangement shown on the rotor shaft transfer. If, for example, the rotor shaft is connected to a gear =, sö their vibrations are transmitted to this and go from there into the housing of the device. Even with a friction wheel attached to the fan shaft, for example to drive. a turntable is a transfer of rotor vibrations on the device and thus a ripple of the turntable cannot be avoided. It is therefore necessary to store the rotor relative to the motor housing so that the Rotor vibrations are largely dampened, because-especially those-mentioned at the beginning Shaking forces are not due to the measure of the center point coupling from the device keep away.

Um eine in radialer Richtung wirkende Federung der Lagerbügel zu erreichep"können beispielshveise die Lagerbügel oder Lagerschilde aus dünnem Blech oder aus elastischen Kunststoffen bestehen, die Form miteinander verbundener Stege haben, geschwächten Querschnitt besitzen und in sich oder an bestimmten Knickstellen federnd sein. Es ist jedoch auch möglich, in sich -steife- Lagerbügel zu verwenden und diese über eine elastische Zwischenlage, welche eine Federung in radialer Richtung zuläßt,-: am Motorgehäuse zu befestigen. Zweckmäßigerweise nehmen .die Lagerbügel selbstschmierende Sintergleitlager in Kalöttenform mit Ölrückführung auf. Ein solches Sinterkalottenläger: kann auch in unterbrochenen konischen Kalottenhalterungen befestigt sein.In order to achieve a spring acting in the radial direction of the bearing bracket for example, the bearing bracket or bearing shields made of thin sheet metal or elastic Plastics are made that have the shape of interconnected webs, weakened Have cross-section and be resilient in itself or at certain kinks. It However, it is also possible to use -stiff- bearing bracket and this over an elastic intermediate layer, which allows a spring in the radial direction, -: to be attached to the motor housing. It is advisable to use the self-lubricating bearing bracket Sintered plain bearings in spherical form with oil return. Such a sintered spherical bearing: can also be fastened in interrupted conical dome holders.

. : Die Wirkungsweise der Anordnung -gemäß der Erfindung wir an einem Ausführungsbeispiel wie folgt beschrieben: - .. : The mode of operation of the arrangement -according to the invention we on one Embodiment described as follows: -.

Ein zweipoliger Spaltpolmotor mit 21 Nuten im Läufer hat bei einer Netzfrequenz von 50 Hz eine Frequenz der--auf den Läufer- wirkenden elektromagnetischen Wechselkräfte von 10S0 Hz, während seine Eigenfrequenz beispielsweise 750 Hz ist. .A two-pole shaded pole motor with 21 slots in the rotor has one Mains frequency of 50 Hz is a frequency of the electromagnetic - acting on the rotor Alternating forces of 10S0 Hz, while its natural frequency is 750 Hz, for example. .

Der Läufer ist somit überkritisch abgestimmt-. Die in radialer Richtung federnden Lagerbügel wirken als Vergrößerung der Feder des Läufers und setzen dadurch die Eigenfrequenz des Läufers - weit unter 750 Hz herab. Je nach der Ausbildung des Lagerschildes wird die Eigenfrequenz um 100 bis 200 Hz gesenkt. Dadurch wird der Abstand zwischen der Eigenfrequenz und der Frequenz der elektromagnetischen Erregung noch weiter vergrößert. Durch die federnden Lagerbügel werden die Knotenpunkte der Schwingungen des Läufers außerhalb - der Lagerstellen verschoben. Prall- oder Rüttelschwingungen des Lagers werden gleichzeitig durch die federnden Lagerbügel gegenüber den übrigen Teilen des Spaltpolmotors und dem Gehäuse entkoppelt.The runner is thus supercritically tuned. The one in the radial direction resilient bearing brackets act as an enlargement of the spring of the rotor and thereby set the natural frequency of the rotor - well below 750 Hz. Depending on the training of the end shield, the natural frequency is reduced by 100 to 200 Hz. This will the distance between the natural frequency and the frequency of the electromagnetic Excitement increased even further. The nodal points are created by the resilient bearing bracket the vibrations of the rotor outside - shifted the bearing points. Impact or Vibration vibrations of the bearing are simultaneously caused by the resilient bearing bracket decoupled from the other parts of the shaded pole motor and the housing.

In der Gesamtwirkung wird durch die Erfindung erreicht, daß ein Spaltpohnotor mit in Sintergleitlagern gelagertem Läufer mit Innenlüfter einen extrem ruhigen Lauf erhält. Überraschend ergibt sich, daß die Geräusche der intensiven Innenbelüftung zusammen mit den übrigen Laufgeräuschen innerhalb der für Tongeräte zulässigen Grenze bleiben. Dieses Ergebnis erschließt dem Spaltpolmotor größerer Antriebsleistung ein neues Anwendungsgebiet . für Tongeräte,-Hinzu- kommt, -daß -Spaltpolmotoren in symmetrischer Bauform schwingungstechnisch günstige Verhältnisse bieten, weil bei ihnen eine Mittelpunktsankopplung möglich ist, bei der die mittlere Trägheitsachse durch den Wellenmittelpunkt geht.The overall effect achieved by the invention is that a split pohnotor with a rotor with internal fan mounted in sintered plain bearings an extremely quiet Gets run. Surprisingly, it turns out that the noise of the intensive internal ventilation together with the other running noises within the limit permissible for sound devices stay. This result enables the shaded pole motor to have greater drive power a new field of application. for sound equipment, -additional, -that shaded pole motors in a symmetrical design offer favorable conditions in terms of vibration, because with them a center point coupling is possible, in which the mean axis of inertia goes through the center of the shaft.

Die Ausbildung der radial federnden Lagerbügel und die Bemessung -der- Federkraft sowie die Zahl der Nuten am Läufer, kann von Fall zu Fall vom Fachmann für jede Type leicht ermittelt werden:The formation of the radially resilient bearing bracket and the dimensioning -of- The spring force and the number of grooves on the runner can be determined by a specialist from case to case can easily be determined for each type:

Claims

Claims: 1; Arrangement for the supercritical coordination of the vibration behavior .a split motor, especially for - driving sound equipment, with between. the; a bearing bracket and the rotor arranged fan, in which: the rotor is a has such a large number of slots that the natural frequency of the rotor at a given The distance between the bearings is less than the frequency of the electromagnetic excitation on the rotor, .da characterized by the fact that the bearing, - bracket of the shaded pole motor resilient to reduce the natural frequency of the rotor system in the radial direction are trained:

2. Arrangement according to claim--., Characterized in that an elastic intermediate layer resilient in the radial direction is arranged between the bearing bracket and the stand. _3: - arrangement according to claim 1, characterized; - that the bearing plate has the shape of a bracket made of thin sheet metal: 4 -.- arrangement according to claim 1, characterized in that the bearing plate has the shape of a. - Has a plastic bracket. -5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the bearing bracket is wholly or partially in the form of several interconnected webs. Considered publications: German Patent Nos .: 866 519, 955 526; German Auslegeschriften Nos. 1009 281, 1014 639; German utility model No. 1768 699, 1823 762 ;. French Patent No. 919,854; United States Patent No. 2,223,872;