DE1513741A1 - Mehrteiliges Gehaeuse fuer elektrische Maschinen - Google Patents

Description

Unser Zeichen: O.Z. 24 093 Fi/GP/Gz Ludwigshafen a.Rh., 2. Februar 1966

Mehrteiliges Gehäuse für elektrische Maschinen

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Gehäuse elektrischer Maschinen und betrifft im besonderen mehrteilige Gehäuse für Axialspalt- bzw. Scheibenankermaschinen, deren Gehäuseteile durch Magnetkräfte miteinander verbunden sind*

Bei den üblichen mit radialem Spalt zwischen Stator und Rotor aufgebauten elektrischen Maschinen wird das Gehäuse durch Verschraubung der Lagerschilde mit dem Blechpaket des Ständers oder dem Außenmantel gebildet. Bei Kleinmotoren entsteht das Gehäuse häufig durch topfförmige Ausführung eines oder beider Lagerschilde * die miteinander verschraubt werden.

Bei Scheibenankermaschinen befindet sich der flache scheibenförmige Rotor im axialen Luftspalt der kranzförmig angeordneten Pole des Stators. In einer bekannten Ausführungsform ist der meist :it Permanentmagneten bestückte Statorpolkranz entweder direkt auf dem Lagerschild oder auf einem besonderen, dem magnetischen Rückschluß dienenden Ring befestigt. Das Gehäuse ist dann wie bei anderen Motoren durch die Lagerschilde und einen zylindrischen Außenmantel gebildet. Bei diesen Scheibenankermaschinen genügen normalerweise 3ie Dauermagnetkräfte, um die Gehäuseteile kraftschlüssig miteinander zu verspannen. Bei anderen Ausführungen solcher Maschinen werten zusätzlich noch Schrauben angewendet, mit denen die an den

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Trennfugen flanschartig ausgeführten Gehäuseteile zusätzlich formschlüssig verbunden bzw. miteinander verspannt sind.

Ist eine Scheibenankermaschine für den Explosionsschutz druckfest zu kapseln, dann reicht die kraftschlüssige Vorspannung durch die Magnetkräfte nicht mehr aus, um dem eventuellen Explosionsdruck standzuhalten, der die Gehäuseteile auseinander zu drücken versucht. Ferner gibt es Anwendungsfälle, bei denen auf das Gehäuse Kräfte in axialer Richtung wirken. Es genügt dann die magnetische Verspannung ebenfalls nicht, um eine sichere Verbindung der Gehäuseteile zu gewährleisten. - Ein weiteres Problem ergibt sich, wenn zwei oder mehrere Scheibenankermaschinen kaskadenförmig aneinandergereiht werden sollen. Eine geschraubte Verbindung der mit Flanschen versehenen Gehäuseteile würde dann viele und relativ große Schrauben, Zuganker oder dergl. erfordern und dadurch den Außendurchmesser der Maschine wesentlich und darum nachteilig vergrößern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere Ausführung der flanschlosen Trennfugen eine zusätzliche und sichere formschlüssige Verbindung der Gehäuseteile zu ermöglichen. Diese Verbindung soll so beschaffen sein, daß sich ohne wesentliche Änderung der Form der Teile, gegebenenfalls lediglich unter Hinzufügen weniger weiterer Konstruktionselemente, die explosionageschützte Ausführung der Maschine ergibt. - Hierzu ist in an sich bekannter Weise das Gehäuse einer einzelnen, nicht kaskadenförmig aufgebauten Maschine aus topfartigen Halbsohalen zusammengesetzt, die auch die Wellenlager und die Bürsten tragen. - Die erfinderische Lösung besteht darin, daß die Gehäuseteile an der Trennfuge Rippen oder

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Klauen besitzen, über die ein entsprechend profilierter Verschlußring hinwegschiebbar ist, der diese Gehäuseteile miteinander zusätzlich formschlüssig verriegelt bzw. verspannt. - Zweckmäßig sind die als Halbschalen anzusprechenden Gehäuseteile von identischer Form.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist im Innern der durch den Verschlußring formschlüssig zu verriegelnden bzw. zu verspannenden Gehäuseteile in der Ebene des Verschlußringes ein weiterer Ring lösbar eingeschoben, der die für eine ex-geschützte Ausführung des Maschinengehäuses erforderlichen Spaltlängen an der Gehäuseteilfuge bildet.

Die erfindungsgemäße Gehäuseausführung entspricht zwar den üblichen topfförmigen Gehäusen für elektrische Maschinen, jedoch mit dem wesentlichen Unterschied, daß die GehäuteteHe ohne irgendwelche Verschraubungen formschlüssig miteinander verbunden sind. - Die Gehäusehälften sind hierbei in der üblichen Weise zunächst durch die Magnetkräfte gegeneinander gepreßt. Der zusätzliche formschlüssige Verbund der Gehäuseteile gemäß der Erfindung ist nur für den die magnetischen Zusammenhaltekräfte übersteigenden Anteil eventuell auf die Gehäuseteile wirkender Gegenkräfte zu dimensionieren.

Anhand der Zeichnungen, die in schematischer Darstellung mehrteilige Gehäuse für Scheibenankermotoren wiedergeben, ist die Erfindung nachfolgend näher beschrieben.

einen Axialschnitt durch den Motor, eine Draufsicht eines Gehäuseteiles,

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BAD ORlQfNAL

Es	zeigt:
Fig	. 1
Fig	. 2

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einen Schnitt durch die verspannten Gehäuseteile, Draufsicht und Axialschnitt des Versehlußringes,

einen Schnitt entsprechend Pig. 3 mit Paßstift in der Teilungsfuge,

einen Schnitt entsprechend Pig. 3 mit eingefügtem Ring für Explosionsschutz,

eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform . eines Gehäuseteiles

einen Axialschnitt des Gehäuseteiles nach Pig. 7,

eine Draufsicht des Verschlußringes für die AusführungBform nach Pig. 7,

einen Schnitt durch die verspannten ßehäuseteile naoh Pig. 7, 8 und 9ι

einen Schnitt entsprechend Pig. 10 mit eingelegtem Hing für Explosionsschutz,

eine Stiftverriegelung dee Verschlußringes im Schnitt,

einen Schnitt durch zwei kaskadenartig zusammengebaute Seheibenankertnaschinen.

In Fig. 1 sind die von den Gehäuseteilen 1 und 2 eingeschlossenen aktiven !Feile eines Axialapaltmotors, nämlich der Scheibenanker 3 und die beiden Stator-Polkränze 3a, symmetrisch angeordnet.

Vorzugsweise besteht das Gehäuse aus zwei identischen und gegenseitig austauschbaren topfförmigen Teilen, wobei die Trennfuge dieser Gehäuseteile 1 und 2 genau in der Ebene des Scheibenankers 3 liegt.

Wie aus Pig. 1 und 3 ersichtlich, ist in jedes Gehäuseteil 1 und in der Nähe der Teilungefläche bzw. Trennfuge eine umlaufende Nut eingeschnitten« Der Grund dieser Nuten 4 hinterschneidet die Kanten größten Durchmessers der schalenartigen Gehäuseteile. Sind die Grehäueeteile" 1 und 2 aufeinandergelegt, so soll sich durch Über-

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Pig.	3
Pig.	4 u. 4a
Pig.	5
Pig.	6
Pig.	7
Fig.	8
Pig.	9
Pig.	10
Pig.	11
Pig.	12a u. b
Pig.	13

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schieben des profilierten Verschlußelementes 5 über die beiden Nuten 4 ohne Durchmesservergrößerung des Gehäuses der formschlüssige Verbund der aufeinandergelegten Gehäusehälften herstellen lassen. Das profilierte Verschlußelement 5 kann hierfür aus Einzelstücken bestehen oder es hat die Form eines unterbrochene Rippen aufweisenden Ringes, der im Querschnitt einem U-Profil entspricht.

Für einen einteiligen Verschlußring ist die zwischen der Nut 4 und der Trennfuge beider Gehäuseteile 1 und 2 stehenbleibende Rippe 6 am Umfang in mehreren gleichmäßig verteilten Bogenstücken entfernt, so daß sich die in Pig. 2 dargestellte Draufsicht der Gehäusehälften mit Aussparungen 7 in den Rippenbogen 6 ergibt. Sind die Teilungsflächen der beiden Gehäusehälften 1 und 2 aufeinandergelegt, so lassen sich sämtliche Rippenbogen 6 an der Trennfuge deckungsgleich ausrichten und es ergibt sich im Bereich der Rippen die bogengleiche Deckung der Aussparungen 7. Der zugehörige in Fig. 4 und 4a dargestellte einteilige Verschlußring 5 wird vorzugsweise aus einem U-förmigen Profil hergestellt. Um den Verschlußring in der Teilungsebene der Gehäusehälften anlegen zu können, sind aus den Schenkeln des U-Profiles den Rippenbogen 6 der Gehäuseteile 1 und 2 entsprechende und in gleicher Weise verteilte Bogenstücke herausgeschnitten. Es entstehen dabei Rippensegmente 9 und Lücken 10. Um den Verschlußring über die Gehäusehälften 1 und 2 hinwegführen zu können, müssen seine Rippensegmente 9 in der Bogenlänge etwas kleiner sein als die entsprechenden Aussparungen 7 der Gehäusehälften. Nach dem Aufeinanderlegen der Rippenbogen 6 der Gehäuseteile 1 und 2 werden diese Gehäuse-

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teile durch Verdrehen des aufgeschobenen Verschlußringee 5 formschlüssig verriegelt. Die Rippenbogen 6 der Gehäuseteile 1 und 2 und/oder die Rippensegmente des Ringes 5 können für die Verriegelung auch mit keilförmigem Anzug ausgebildet sein. Im verriegelten Zustand liegen sämtliche Rippen 9 des Ringes 5 in den hinterschnittenen Nuten 4 der Gehäuseteile (Pig. 5). Die Gehäuseteile können in der deckungsgleichen Lage der Rippenbogen 6 auch durch zwei Oder mehrere Paßstifte 11 gegen Verdrehen fixiert werden, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. - Eine in Sonderfällen geforderte Peuchtigkeits- und.bzw. oder Staubdichtung der Teilungsfuge beider Gehäuseteile, die höheren Anforderungen gerecht wird, läßt sich in der üblichen Weise durch eine eingelegte Dichtung 13, vorzugsweise eine Rundschnur, erreichen, für die in den Teilungsflächen ringförmige Vertiefungen vorgesehen sind. Der exakt zu justierende luftspalt der Maschine wird durch den formschlüssigen Verbund der Gehäuseteile 1 und 2 gewährleistet und durch die elastischen Dichtungen 13 nicht beeinträchtigt.

Pur eine explosionsgeschützte Ausführung des wie oben beschrieben formschlüssig verriegelten Gehäuses kann erfindungsgeraäß in der Ebene der Teilungsfuge in Eindrehungen der beiden Gehäuseteile 1 und 2 auf der Innenseite ein zusätzlicher Ring 12 eingesetzt sein. Der lösbare Ring 12 ist vorzugsweise zylindrisch ausgeführt. Seine axiale Ausdehnung, d.h. seine Breite, wird mit Maßgabe der erforderlichen Spaltlängen nach den Explosionsschutz-Richtlinien bestimmt. Der Ring 12 dient gleichzeitig als Zentrierung, so daß als Sicherung gegen gegenseitiges Verdrehen der Gehäuseteile 1 und 2 bereits ein Paßstift 11 genügt. - Die einschlägigen Explo-

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,j - 7 - O.Z. 24 093

elojieschutz-Vorschriften erlauben nur eine mit einem Sonderwerkzeug lösbare Verriegelung der den Br>rSchutz bestimmenden Bauelemente. Dieser Forderung kann z.B. durch eine oder mehrere den Exil Vorschriften entsprechenden Sondersohrauben 14 entsprochen werden, die nach dem Verriegeln durch den Verschlußring 5 in die Gehäusewand geschraubt werden. Sie verhindern somit ein Entfernen des Ringes 12 mit normalem Montagewerkzeug.

Za Rahmen der Erfindung sind andere konstruktive Ausführungsfortnen der formtOhlüesig verriegelten Gehäuse teile 1 und 2 möglich. Sie können z.B. an der Teilungsfuge mit in axialer Richtung kammextig ineinandergreifenden Klauen 15 von gleicher Bogenlänge ausgeführt sein, die in Lücken 16 von entsprechender Bogenlänge eintreten. Durch solche Klauen ergibt sich ohne zusätzliche Haßnahmen eine Sicherung gegen Verdrehen der formschlüssig miteinander verbundenen Gehäuseteile. Auch in dieser AusführungBform besitzen beide Gehäuseteile im Bereich der'kammartig ineinandergreifenden Klauen eine umlaufende Nut, in die ein Ring, vorzugsweise ein lösbarer federnder Ring, eingelegt wird, der das Verriegelungselement bildet· Aus Herstellungsgründen sind identische Formen und Maße der beiden mit Klauen versehenen Gehäueehälften 1 und 2 zweckmäßig, wobei sich eine beliebige Austauschbarkeit ergibt. Hierfür sind die Abmessungen und die Zahl der Klauen 15 eo zu wählen, daß nach dem Zusammenfügen der Gehäuseteile sich jeweils ungleichnamige magnetische Pole 3a des Statorkranzee ausgerichtet gegenüberliegen.

Eine bevorzugte Ausführungeform der GehäuBeteile mit angeformten k'aaaartig ineinandergreifenden Klauen 15 und Lücken 16 ist in

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den Pig. 7 und 8 wiedergegeben. - Bei dieser Ausführung entspricht die Stärke einer Klaue 15 in radialer Richtung nur der halben Wandstärke des Gehäuseteiles 1 und 2..Die durch die Klauen 15 und die Lücken 16 gebildete zickzackförmige· Teilungsfuge ist dann von außen nicht sichtbar und das geschlossene Gehäuse ist gegen Verstaubung besser abgedichtet. Nach der Trennung der Gehäuseteile ist die umlaufende Nut 17 unterbrochen und nur an den Klauen 15 sichtbar.

Wie es die Pig. 8 und 10 zeigen, ergibt sich bei dieser Ausbildung in der Nähe des größten Durchmessers dennoch eine schmale nicht unterbrochene Bundfläche 18. In die Hut 17 kann entweder ein einzelner federnder Verschlußring 19 entsprechend Pig. 9 und 10 eingelegt sein oder die formachlüssige Verriegelung erfolgt mittels mehrerer einzelner Ringeegmente in der gleichen Nut. Auch bei dieser Ausführungsform läßt sich gemäß Pig. 11 nach den Ex-Schutz-Vorschriften an der inneren Fläche beiderseits der Ebene der Teilungsfuge der die Spaltlängen sicherstellende Ring 12 einlegen. Es ist selbstverständlich, daß die Breite dieses Ringes unter Berücksichtigung der zickzackförmig ineinandergreifenden Klauen 15 und Lücken 16 in axialer Richtung etwas größer sein muß als der entsprechende Ring 12 bei der Ausführungeform nach Pig. 6.

Die Pig. 12a und b zeigen eine andere Art der Sicherung des Verschlußringes 19 mittels eines in diesen unter dem Einfluß der Feder 20 einrastenden Stiftes 21. Feder 20 und Stift 21 befinden sich in einer Bohrung 22, die in axialer Richtung in mindestens eines der Gehäuseteile 1 oder 2 eingebracht ist.

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In Fig. 13 ist eine kaskadenförtnige Anordnung mehrerer Polkränze 3a des Stators dargestellt, die zwei Scheibenanker 3 zwischen sich aufnehmen. In diesem Fall ist zwischen die Gehäuseteile 1 und 2 ein Zwischenstück 23 eingefügt, dessen Stirnflächen zusammen mit den Gehäuseteilen 1 und 2 die beiden Teilungsfugen in der Ebene der Scheibenanker 3 bilden. In diesem Zwischenstück ist ferner ein doppelter Kranz von Statorpolen 3a befestigt. - Pur die Anlegung der Verschlußringe 5 kommt in diesem Fall jede der oben beschriebenen Ausführungsformen ohne konstruktive Veränderungen in Betracht.

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Claims (9)

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   Patentansprüche

   _; ^/^Mehrteiliges Gehäuse für elektrische Maschinen, bei dem die Gehäuseteile durch Magnetkräfte der aktiven Maschinenteile miteinander verbunden bzw. verspannt sind, vorzugsweise,für Scheibenanke rmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß paarweise zu verbindende Gehäuseteile (1, 2) an der Teilungsfuge mit unterbrochenen Rippen (6) oder eine Nut (17) aufweisenden Klauen (15) ausgebildet sind, über die ein entsprechend geformter, ein- oder mehrteiliger Verschlußring (5» 9) hinwegschiebbar bzw. in die genutzten Klauen einsetzbar ist, der die Gehäuseteile zusätzlich formschlüssig verriegelt bzw. verspannt.
2. 2. Mehrteiliges Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der durch den Verschlußring (5, 9) formschlüssig zu verriegelnden Gehäuseteile (1, 2) in der Ebene des Verschlußringes ein weiterer-Ring (12) lösbar eingeschoben ist, der die für eine explosionsgeschützte Ausführung des Maschinengehäuses erforderlichen Spaltlängen bildet.
3. 3. Mehrteiliges Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Nähe der Gehäuseteilungsfuge angeformten unterbrochenen Rippen (6) in der Kontur kreisringförmig begrenzt sind und gleiche Bogenlängen besitzen.
4. 4. Mehrteiliges Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in die Gehäuseteilungsfuge eingelegte Dichtung (13).
5. 5. Mehrteiliges Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Gehäuseteilen (1, 2) angeformten Rippenbogen (6) und bzw. die an dem Verschlußring (5) angeformten Rippensegmente (9) mit keilförmigem Anzug ausgebildet sind.

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   ι - 11 - O.Z. 24 093
6. 6. Mehrteiliges Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei oder mehrere im Bereich der Teilungsfuge eingesetzte Paßstifte ι (11).
7. 7. Mehrteiliges Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch im Bereich der Teilungsfuge der Gehäuseteile (1,2) angeformte | kammartig ineinandergreifende Klauen (15)» in die eine umlau- ! fende Nut (17) eingeschnitten ist. !
8. Θ. Mehrteiliges Gehäuse naoh Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ein- oder mehrteiligen in die Nut (17) eingelegten, gegebenenfalls federnden Verschlußring (19).
9. 9. Mehrteiliges Gehäuse nach Anspruch 7 und 3, gekennzeichnet durch mindestens einen in den Verschlußring (1<·>) federnd einrastenden Stift (21).

   BADISCHE ANILIN- & SODA-FABRIK AG .

   Zeichn.

   909830/0467 bad original

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