DE1463816B2 - Elektrische maschine, deren rotor zur ausfuehrung einer nutationsbewegung gegenueber dem stator gelagert ist - Google Patents

Description

ßeren Schenkel tragen darüber hinaus Spulen 80 a zwischen den Schenkeln dieser Polschuhe liegenden

bis 80 / bzw. 81 α bis 81 /, welche so angeordnet sind, Ankersegmente 67 α und 67 b in einer bestimmten

daß sie Flüsse erzeugen, die durch die gestrichelten Richtung, in der Zeichnung beispielsweise nach

Linien 77 α bis 77 / dargestellt sind und in Pfeilrich- rechts, bewegt. Werden die beiderseits der Ankerseg-

tung verlaufen. Die Wicklungen der Polschuhe 75/4 5 mente 67 d und 67 e befindlichen Polschuhe vom

bis 75 F sind in Serie geschaltet. Strom in der entgegengesetzten Richtung durchflos-

Die Amplitude der Nutationsbewegungen des sen, dann werden die Ankersegmente 67 d und 67 e

Zahnrades 65 ist durch Ringe 68 und 68 α begrenzt, gleichfalls in entgegengesetzter Richtung bewegt,

welche von Verlängerungen der ringförmigen Zwi- d.h., daß sich die Ankersegmente67 d und 67 e in

schenfläche 61 bzw. des nach innen weisenden Rin- io der Zeichnung nach links bewegen. Es sei an dieser

ges 71 gebildet sind. Diese verlängerten Ringe 68 Stelle noch einmal darauf hingewiesen, daß die An-

und 68 a sind dazu bestimmt, übermäßige Drücke kersegmente 67 a bis 67/ nicht umlaufen, sondern

auf das Zahnrad 65 zu vermeiden. drehfest angeordnet sind.

Eine Welle 103 dreht sich in einem Kugellager Der Grund dafür, daß das Feld des Polschuhes

104, welches in dem nach außen weisenden Ring 72 15 75 Λ das Ankersegment 67 a nach rechts zieht, ist

der Kappe 70 gehalten ist. An der Welle 103 ist ein wie folgt zu erklären:

Zahnrad mit einem Nutationszahnkranz 105 befe- Die Flußlinien 82 α und 83 α werden in den Schenstigt. Die Zähne 106 des Nutationszahnkranzes 105 kein des Polschuhes Ί5Α durch den Permanentmakämmen dabei mit den Zähnen des Nutationszahn- gneten 76 α erzeugt und haben die durch die Pfeile ankranzes 66 des Ringes 65. Die Zahl der Zähne 106 20 gegebenen Richtungen. Wenn der Strom in den Spuunterscheidet sich vorr-der Zahl der Zähne des Rin- len 80 α und 81 a in einer gewissen Richtung fließt, ges 65 um eins, wodurch sich entsprechend den Er- erzeugen diese Spulen einen Zusatzfluß 77 α in Richläuterungen in dem Hauptpatent ein hohes Uberset- tung der angegebenen Pfeile. Der Fluß 82 α verstärkt zungsverhältnis ergibt, welches gleich der Zahl der den Fluß 77 α, der einen hohen Fluß in dem zwi-Zähne des Nutationszahnkranzes 105 ist. Jeder durch 25 sehen dem Ankersegment 67 α und der Endfläche fortlaufende Bewegung der Polschuhe ISA und 75 F des Polschenkels 78 a liegenden Luftspalt 84 a hererzeugte Nutationszyklus dreht, die Welle 103 um vorruft. Umgekehrt wird der Fluß 83 a durch den einen Winkel, der dem einem Zahn des Nutations- Fluß 77 a verringert, wobei in dem zwischen dem Zahnkranzes 105 entsprechenden Bogen entspricht. Ankersegment 67 α und der Endfläche des Polschen-

Die Nutationsbewegungen werden wie folgt auf 30 kels 79 a liegenden Luftspalt 85 a nur ein geringer

den Ring 65 übertragen. Es sei angenommen, daß Fluß übrigbleibt. Die starke Zusammenfassung des

auf Grund der Stellung der Kommutatorbürsten ein Flusses in dem Spalt 84 α zieht den Anker 67 α nach

Strom durch die Wicklungen zweier Polschuhe 75 in rechts.

einer Richtung und ein Strom durch die Wicklungen Wenn sich die Stromrichtung in den Spulen 80 α

zweier anderer Polschuhe in der anderen Richtung 35 und 81 α umkehrt, wird auch die Richtung des Flus-

durchfließt. Ein anderer Teil der Polschuhwicklun- ses 77 α umgekehrt. Der Fluß wird in dem Luftspalt

gen ist zu dieser Zeit stromlos. Werden die Wicklun- 85 α verstärkt und in dem Luftspalt 84 α verringert,

gen zweier Polschuhe 75 von einem Strom in einer Das Ankersegment 67 a wird damit nach links gezo-

gewissen Richtung durchflossen, dann werden die gen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 tationsbewegungen und veranlaßt sie, gleichzeitig Patentansprüche: und gegenseitig mit beiden ersten Zahnrädern an den beiderseitigen äußersten Enden eines gemeinsamen

1. Elektrische Maschine, deren Rotor zur Aus- Durchmessers in Eingriff zu kommen und eine Drehführung einer Nutationsbewegung gegenüber dem 5 bewegung auszuführen, wobei diese mit einer verStator gelagert und mittels einer die Nutationsbe- schiedenen Anzahl von Zähnen der mit ihnen kämwegung in eine Rotationsbewegung umwandeln- menden Zahnräder in Eingriff stehen.

den kinematischen Kupplung mit einer Welle ver- Wenn die Welle mit dem flexiblen zwischengebunden ist, und deren Stator am Umfang mit schalteten metallischen Körper kraftschlüssig vermehreren abwechselnd erregten, axial auf entge- io bunden ist, dann dreht sie sich jedesmal um einen gengesetzten Seiten des scheibenförmigen Rotors Winkel, der dem Bogen eines Zahnes des Nutationsangeordneten Elektromagneten versehen ist, die rades entspricht, wenn sich die Eingriffszone um am Außenumfang des Rotors hufeisenförmig um- 360° fortgepflanzt hat.

greifend angeordnet sind, wobei zwischen den Es ist Aufgabe der Erfindung, den der Nutations-

Schenkeln der Elektromagnete und den entgegen- 15 bewegung unterworfenen Teil der Maschine drehfest

gesetzten Seiten des Rotors je ein axialer und anzuordnen.

zwischen einem mit dem Joch verbundenen Ma- Die gestellte Aufgabe ist bei einer elektrischen

gneten mit konstantem Fluß und dem Umfang Maschine der eingangs erwähnten Art dadurch ge-

des Rotors ein radialer Luftspalt vorgesehen ist, löst, daß gemäß der Erfindung die kinematische

nach Patent 1463 806, dadurch gekenn- 20 Kupplung zwei miteinander kämmende Nutations-

zeichnet.^... daß die kinematische Kupplung Zahnkränze aufweist, von denen der eine fest mit der

zwei miteinander kämmende Nutationszahn- Welle und der andere mit einer elastischen, den Ro-

kränze (66, 105) aufweist, von denen der eine tor tragenden und drehfest angeordneten Metall*

(105) fest mit der Welle (103) und der andere membran verbunden ist.

(66) mit einer elastischen, den Rotor tragenden 25 Durch die Anordnung des einen der miteinander und drehfest angeordneten Metallmembran (64) kämmenden Nutationszahnkränze an der Metallverbunden ist. membran wird der Aufbau der elektrischen Maschine

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch ge- wesentlich vereinfacht und die Funktionssicherheit kennzeichnet, daß die Metallmembran (64) zen- erhöht.

trisch mit dem Maschinengehäuse (63) starr ver- 30 Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung

bunden ist. ist die Metallmembran zentrisch mit dem Maschinen-

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gehäuse starr verbunden und sind am Umfang der gekennzeichnet, daß am Umfang der Metallmem- Metallmembran voneinander getrennte magnetische bran (64) voneinander getrennte, magnetische Körper ringförmig angeordnet.

Körper (67) ringförmig angeordnet sind. 35 Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu-

tert.

Eine in ihrem mittleren Teil 62 durch einziehen vertiefte Platte 60 weist eine den eingezogenen und

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische 40 den nicht eingezogenen Teil verbindende ringförmige Maschine, deren Rotor zur Ausführung einer Nuta- Zwischenfläche 61 auf. Mit beiden ebenen Plattenteitionsbewegung gegenüber dem Stator gelagert und len 60 und 62 schließt die ringförmige Zwischenmittels einer die Nutationsbewegung in eine Rota- fläche 61 einen rechten Winkel ein. Die Platte 60 ist tionsbewegung umwandelnden kinematischen Kupp- an einem nicht dargestellten Gehäuse starr befestigt, lung mit einer Welle verbunden ist, und deren Stator 45 Der mittlere Teil 62 der Platte trägt eine Nabe am Umfang mit mehreren abwechselnd erregten, 63, an der eine flexible, an ihrem Umfang einen Ring axial auf entgegengesetzten Seiten des scheibenförmi- 65 tragende Metallmembran 64 starr und damit gen Rotors angeordneten Elektromagneten versehen drehfest befestigt ist. Der Ring 65 ist mit einem ist, die am Außenumfang des Rotors hufeisenförmig Zahnkranz 66 versehen, der mit ihm einen gewissen umgreifend angeordnet sind, wobei zwischen den 5° Winkel einschließt.

Schenkeln der Elektromagnete und den entgegenge- Die flexible Metallmembran 64 trägt an ihrem setzten Seiten des Rotors je ein axialer und zwischen Umfang sechs im gleichen Abstand voneinander aneinem mit dem Joch verbundenen Magneten mit geordnete, den Anker bildende magnetische Segkonstantem Fluß und dem Umfang des Rotors ein mente 67 a bis 67/. Den äußeren Abschluß der Maradialer Luftspalt vorgesehen ist, nach Patent 55 schine bildet eine Kappe 70, die beispielsweise auf 463 806. Das Hauptpatent bezieht sich auf einen die Platte 60 aufgeschraubt ist. Die Kappe 70 trägt solchen Motor, gegebenenfalls auch einen nach dem- einen in die Maschine hineinragenden Ring 71 und selben Prinzip arbeitenden Generator. einen in entgegengesetzter Richtung über sie über-

Bei einer Ausführungsform des Hauptpatentes stehenden Ring 72. Die ringförmige Zwischenfläche 61

sind zwei erste Zahnräder mit ihren Flächen einan- 60 und der nach innen weisende Ring 71 tragen sechs

der zugewandt. Zwischen ihnen befindet sich ein fle- C-förmige, äquidistante Polschuhe 75 A bis 75 F,

xibler metallischer Körper, der auf jeder seiner Flä- welche die äußeren Schenkel 78 α bis 78 / bzw. 79 α

chen mit einem Zahnrad versehen ist, welches einem bis 79/ bilden, sowie einen durch einen Permanent-

der beiden ersten Zahnräder gegenüberliegt und mit magneten gebildeten mittleren Schenkel 76 α bis 76 /.

diesem durch die Nutationsbewegung in Eingriff 65 Da die C-förmigen Polschuhe aus permanentmagne-

kommen kann. Der elektromagnetische Aufbau der tischem Werkstoff bestehen, erzeugen die Perma-

Maschine erteilt den von dem flexiblen metallischen nentmagneten76a bis 76/ in den äußeren Schenkeln

Körper getragenen Rädern aufeinanderfolgende Nu- Flußlinien 82 a bis 82/ bzw. 83 a bis 83/. Diese au-