DE1613301C - Wechselstrommotor mit einer elek tromagnetischen Bremsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselstrommotor mit einer elektromagnetischen Bremsvorrichtung, von der mindestens eine ringförmige, den Magnetfluß im magnetischen Bremskreis leitende Ankerplatte durch Federkraft in Axialrichtung in eine Bremserregungsstellung gedrängt und an ihrer im magnetischen Rückschlußkreis liegenden Außenumfangszone durch über diese Umfangszone regelmäßig verteilte Führungselemente axial geführt und in Umfangsrichtung arretiert ist, wobei die ringförmige Ankerplatte in ihrem Innenumfang einen axialen, zu einem nachfolgenden, den Magnetbremsfluß gleichfalls leitenden Teil gerichteten Kragen bildet.

Bei derartigen bekannten Motoren (USA.-Patentschrift 1 588 129) liegt der Nachteil vor, daß das durch die Bremse lieferbare Bremsmoment dadurch beschränkt ist, daß der Strombelastung der während des Betriebs des Motors stromführenden Bremsspule Schranken gesetzt sind. Die Erfindung hat zur Aufgabe, diese Bremsvorrichtung derart zu verbessern, daß bei gegebener elektrischer Belastbarkeit der Bremsspule eine maximale Kraft zum Lösen der Bremse, d. h. also im Einschalt- oder Lüftmoment, zur Verfugung steht.

Gemäß der Erfindung wird dies in bezug auf die eingangs angegebene Vorrichtung dadurch erreicht, daß die Führungselemente durch eine mit einer Außenverzahnung am Ankerplattenumfang zusammenwirkende Innenverzahnung gebildet sind, derart, daß nur am Ankerplatteninneiuimfang ein Luftspalt vorhanden ist. Es sind vorzugsweise zwei axial bewegbare, ringförmige Ankerplatten vorgesehen, die mit ihren Innenumfangskragen gegeneinander gerichtet sind und um die Welle eine radial nach außen offene Rinne mit U-Profil begrenzen, in der die Bremsmagnetspule angeordnet ist. Dadurch wird ein magnetischer Kreis gebildet, in dem der Eisenweg nur einmal durch einen an einer günstigen Stelle im Magnetkreis liegenden Luftspalt unterbrochen ist, dessen Oberfläche außerdem verhältnismäßig gering ist, so daß die magnetische Induktion im Spalt groß und die Umwandlung der von den verfügbaren Amperewindungen lieferbaren Energie in mechanische Energie maximal ist. Diese Ausführungsform besitzt weiter den Vorteil eines gedrängten und einfachen Aufbaus.

Bei Einrichtungen zur Regelung elektrischer Antriebe ist es zwar bekannt, innen am Bremsgehäuse einige Zähne vorzusehen, die in Nuten des Magnetankers eingreifen (deutsche Auslegeschrift 1 D67 516). Bei dieser bekannten Einrichtung dienen diese Zähne jedoch nur dazu, den Anker während des Bremsens an einer Drehung zu hindern, andererseits aber eine

ao Bewegung in axialer Richtung zu ermöglichen. Eine Verringerung des magnetischen Widerstandes und damit eine Entlastung der Magnetisierungswicklung im Einschaltmoment ist bei dieser bekannten Ein- ( richtung weder beabsichtigt noch erreichbar.

Zur ausführlichen Erläuterung der Erfindung wird auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung Bezug genommen. In der Zeichnung, in der auch mögliche Schaltungen der Bremsspule im Motorkreis dargestellt sind, zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Bremsvorrichtung an einem im übrigen normalen Wechselstrommotor, F i g. 2 schematisch die Schaltung der Erregerspule der elektromagnetischen Bremsvorrichtung, die über in Brückenschaltung verbundene Gleichrichterelemente in Serie mit der Hauptwicklung eines Einphasenwechselstrommotors verbunden ist,

F i g. 3 schematisch die Schaltung der Erregerspule, die mit einer Mittelanzapfung versehen ist,

F i g. 4 schematisch die Schaltung der Erregerspule bei einem Dreiphasenwechselstrommotor.

Nach F i g. 1 ist das. Motorgehäuse 1 außerhalb des Lagerschildes 2 mit einer zylinderförmigen Buchse 5 verlängert, die mittels Zugbolzen 3 und 4 koaxial am Motorgehäuse befestigt ist und an dem von dem Motorgehäuse abgekehrten Teil mit einem mit Entlüftungsöffnungen versehenen Deckel 6 abgedeckt ist. Innerhalb der zylinderförmigen Buchse ist ein Flügelrad 7 drehbar angeordnet, welches mittels eines Keiles und einer Keilnut 8 und der Schraube 9 fest an dem am Lagerschild vorstehenden Ende der Welle 10 des Motors befestigt ist. Das Flügelrad ist an der von den Flügeln 11 abgekehrten Seite derart gebildet und durch Schrauben 12 mit einer Platte 13 verbunden, daß eine im Schnitt U-förmige Umfangsnut 14 erhalten wird, deren aufstehende.Innenwände glatt ausgearbeitet sind und Bremsflächen bilden.

Mit der Umfangsnut des Flügelrades stehen zwei ringförmige Ankerplatten 15 und 16 im Eingriff, welche auf der Innenseite senkrecht abgebogen sind, Kragen 17 und 18 bilden und deren Außenräder mit einer Verzahnung versehen sind, die mit einem Innenzahnkranz 19 zusammenwirkt, der über einen axialen Teil an der Innenwand der zyiinderförmigen Buchse 5 vorgesehen ist.

In dieser Weise sind die Ankerplatten 15 und 16 in Axialrichtung zu der zylinderförmigen Buchse verschiebbar, sie sind jedoch in dieser Buchse nicht drehbar. Die Ankcrplatten sind mit ihren Kragen 17

und 18 einander zugekehrt und sind Teil eines Magnetkreises, der durch die in einem ringförmigen Körper 21 aus Isolationsmaterial angeordnete Spule 20 erregt werden kann. In regelmäßigen Abständen über den Umfang des ringförmigen Körpers verteilt sind Ausnehmungen vorgesehen, in denen Druckfedern 22 gelagert sind, welche die Bremsplatten 15 und 16 stetig voneinander und mit den Bremsführungen 23 und 24 gegen die Bremsflächen der Umfangsnut 14 zu drücken suchen, so daß die Bremse, solange die Spule nicht erregt wird, im Betrieb ist.

Bei Erregung der Spule 20 wird durch die magnetische Anziehung zwischen den Zähnen der Ankerplatten 15, 16 und des Zahnkranzes 19 das für die axiale Gleitbarkeit zuzulassende Zahnspiel durch geringe Drehung der Ankerplatten 15, 16 genommen, so daß nur zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen der Kragen 17 und 18 ein Luftspalt vorhanden ist und bei dem für die Schlaglänge der Ankerplatten 15, 16 eben notwendigen Luftweg der magnetische Widerstand im Kreise minimal ist. Da weiter die Oberfläche der einander zugekehrten Stirnflächen der Kragen 17, 18 verhältnismäßig klein ist, wird bei den zulässigen Amperewindungen ein Höchstmaß an Anziehungskraft zwischen den Teilen 15, 17 und 16, 18 in der gegenseitigen Anfangsstellung erhalten.

Die Spule 20 der Bremsvorrichtung wird bei der in F i g. 2 dargestellten Schaltung über eine Brückenschaltung 25 von vier Gleichrichterelementen durch den Strom erregt, der die Hauptwicklung 26 des Wechselstrommotors durchfließt.

Beim Einschalten des Motors kann der Anlaßstrom, der die Hauptwicklung durchfließt, sich auf das Sechs- bis Siebenfache des Stromes bei normalem Betrieb belaufen. Dieser Anlaßstrom ist stark genug, um die Spule, die in Serie mit der Hauptstromwicklung des Motors verbunden ist, derart zu erregen, daß die Bremsplatten entgegen der Wirkung der Feder 22 zueinander hingezogen und von den Bremsflächen gelöst werden. Wenn dies einmal geschehen ist, so ist der Luftspalt zwischen den Kragen 17 und 18 sehr klein oder gegebenenfalls ganz geschlossen. Auch der Haltestrom ist gering, weil der Motor inzwischen angelaufen ist und der Strom durch die Motorwicklung 26 auf seinen Nennwert zurückgegangen ist

Beim Leerlauf des Motors ist der Strom durch die Hauptwicklung auf einen geringen Wert abgesunken; dennoch wird der Erregungs- oder Haltestrom stark genug sein, um den Magnetkreis über den sehr kleinen Luftspalt geschlossen zu halten.

Die Maßnahmen nach der Erfindung haben zur Folge, daß die Federkraft der Druckfedern größer sein kann als bei den bisher bekannten Bremsmotoren, oder aber, daß die Erregerspule klein sein kann und wenig Raum erfordert. Gegebenenfalls kann der Luftspalt ziemlich groß werden, wodurch ein Nachstellen desselben zur Kompensation des auftretenden Verschleißes, wenn nicht ganz überflüssig, so doch auf eine Mindestzahl beschränkt ist.
In F i g. 3 ist eine andere Stellung dargestellt, bei der nur zwei Gleichrichterelemente erforderlich sind. Die Erregerwicklung 20 der Bremsvorrichtung ist dabei mit einer Mittenanzapfung 27 versehen und ist durch zwei in Serie verbundene Gleichrichterelemente

ίο 28, 29 überbrückt. Der Verbindungspunkt 30 zwischen den in Serie verbundenen Gleichrichterelementen ist mit dem einen Ende der Motorhauptwicklung 31 verbunden, deren anderes Ende mit einer Anschlußklemme 32 des Motors an das Speisenetz angeschlossen ist, während die Mittenanzapfung 27 mit der anderen Anschlußklemme 33 des Motors an das Speisenetz angeschlossen ist.

In F i g. 4 ist eine Schaltung für einen Dreiphasenwechselstrommotor dargestellt.

»ο Die Enden 34, 35, 36 der drei Phasenwicklungen 37, 38, 39 sind im offenen Stern je mit dem Verbindungspunkt zwischen zwei in Serie verbundenen Gleichrichterelementen 40, 41 bzw. 42, 43 bzw. 44, 45 verbunden. Die freien Enden dieser sechs Gleiches richterelemente mit gleichnamiger Polarität sind jeweils in den Punkten 46 und 47 miteinander und mit je einem Ende der Erregerspule 20 verbunden.

Die Welligkeit des gleichgerichteten Wechselstromes beträgt in diesem Falle nur 4 %, wodurch

ein eventuelles Klappern der beweglichen Teile der Bremsvorrichtung auf ein Mindestmaß beschränkt ist.

Die Schaltungen nach den F i g. 3 und 4 ergeben

dieselben Vorteile wie bei der Schaltung nach F i g. 2 erwähnt. Der Anlaßstrom nach dem Einschalten des Motors mit einer Bremsvorrichtung, deren Erregerspule nach F i g. 4 verbunden ist, beträgt das Fünffache des normalen Stromes; dadurch ist auch der Anzugstrom, der die Erregerspule der elektromagnetischen Bremsvorrichtung durchfließt, das Fünffache der Stromstärke bei normalem Betrieb, was zur Folge hat, daß die Federkraft der Druckfedern groß sein kann, was heißt, daß die Eigenschaften des Motors in seiner Funktion als Bremsmotor gegenüber den bekannten Motoren verbessert sind. Weil der Haltestrom bei normalem Betrieb nur etwa ein Fünftel des Anlaßstromes und beim Leerlauf nur etwa ein Zehntel des Anlaßstromes oder des Anzugstromes beträgt und günstige Verhältnisse im Magnetkreis herrschen, kann die Erregerspule klein dimensioniert werden, wodurch sie wenig Raum erfordert.

Die Speisung der Bremsspule unmittelbar oder mittelbar durch den Strom des Bremsmotors ist bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 138 455, USA.-Patentschrift 3 087 104). Die Schaltungen nach den Fig. 2 bis 4 dienen nur zur Erläuterung der Erfindung und sind nicht Gegenstand derselben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Wechselstrommotor mit einer elektromagnetischen Bremsvorrichtung, von der mindestens eine ringförmige, den Magnetfluß im magnetischen Bremskreis leitende Ankerplatte durch Federkraft in Axialrichtung in eine Bremserregungsstellung gedrängt und an ihrer im magnetischen Rückschlußkreis liegenden Außenumfangszone durch über diese Umfangszone regelmäßig verteilte Führungselemente axial geführt und in Umfangsrichtung arretiert ist, wobei die ringförmige Ankerplatte an ihrem Innenumfang einen axialen, zu einem nachfolgenden, den Magnetbremsfluß gleichfalls leitenden Teil gerichteten Kragen bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente durch eine mit einer Außenverzahnung am Ankerplattenumfang zusammenwirkende Innenverzahnung gebildet sind, derart, daß nur am Ankerplatteninnenumfang ein Luftspalt vorhanden ist.

2. Wechselstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei axial bewegbare ringförmige Ankerplatten vorgesehen sind, die mit ihren Innenumfangskragen gegeneinander gerichtet sind und um die Welle eine radial nach außen offene Rinne mit U-Profil begrenzen, in der die Bremsmagnetspule angeordnet ist.