DE1613558B1

DE1613558B1 - Elektrische Zwischenlaeufermaschine

Info

Publication number: DE1613558B1
Application number: DE19671613558
Authority: DE
Inventors: Paul Dannenmann
Original assignee: G Bauknecht GmbH
Current assignee: G Bauknecht GmbH
Priority date: 1967-01-20
Filing date: 1967-01-20
Publication date: 1970-07-02
Also published as: GB1201637A; AT269990B; CH468739A

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrische Zwischen- läufermotors, ein Streifen des Läufers am Außenläufermaschine, deren Innenständer mindestens eine ständer, das durch radiale Schwingungen verursacht niederpolige und deren Außenständer mindestens eine werden könnte, bei denen der stabile Innenläufer als hochpolige, vorzugsweise dreiphasige Erregerwick- Ganzes schwingt, bei im übrigen unveränderten Molung aufweisen, wobei beide Erregerwicklungen ge- 5 toreigenschaften zu verhindern,
trennt einschaltbar sind, und an der Innenseite und Ferner ist es bei Antriebsmotoren für Spinnzen-Außenseite des durch je einen Luftspalt vom Innen- triftigen, bei denen die Zentrifuge auf der verlän- bzw. Außenständer getrennten Läuferkörpers des gerten Motorwelle angeordnet ist, bekannt, den In-Zwischenläufers, der auf einer Seite durch einen nenläufer tonnenförmig auszubilden, wobei die In-Träger mit der Läuferwelle verbunden ist, je eine io nenbohrung des Außenständers zylindrisch ist Käfigwicklung angeordnet ist und ferner der Joch- (deutsche Patentschrift 545 120). Dieselbe Maßquerschnitt des Läüferkörpers vorzugsweise kleiner nähme ist bei elektrischen Flügel-Einzelantrieben für als der Jochquerschnitt des Innenständers ist, vor- Textilmaschinen bekannt, bei denen der Flügel an zugsweise zum Antrieb von Waschmaschinen im der verlängerten Läuferwelle angeordnet ist (deutsche Wasch- oder Schleudergang. 15 Patentschrift 506 611). Diese tonnenförmige Ausbil-

Das Blechpaket des Zwischenläufers derartiger dung des Innenläufers dient hier jedoch lediglich Zwischenläufermaschinen ist infolge seiner hohlen dazu, zu ermöglichen, daß die Läuferwelle Kreisel-Ausbildung und der Anordnung von Käfigwicklungen bewegungen ausführen kann, da sich diese Welle mit an seiner Innen- und Außenseite mechanisch nicht dem an ihr angeordneten Spinntopf oder Flügel sehr stabil und wird durch die während des Betriebs 20 praktisch wie ein Kreisel verhält und entsprechend auftretenden magnetischen Kräfte in unrunde Gestal- gelagert ist.

ten deformiert, was unter anderem auch Geräusch- Bei der erfindungsgemäßen Zwischenläuferbildung erzeugt und unabhängig von den durch die maschine kann die Luftspaltweite des ungleich fliegende Lagerung bedingten radialen Schwingungen großen Luftspaltes mit Vorteil in Längsrichtung des des Zwischenläufers eine nicht unerhebliche Lauf- 25 Luftspaltes stetig, vorzugsweise linear zunehmen,
unruhe des Zwischenläufers verursacht, was für sich Die günstige Wirkung der ungleichen Spaltweite bereits unerwünscht ist und bei kleinen Luftspalt- tritt bei verhältnismäßig geringen Spaltweitedifferenweiten auch ein Streifen des Läufers an den Ständern zen auf. Und zwar kann diese Differenz mit Vorteil verursachen kann. Diese Verformungen des Blech- ungefähr ²/ioo bis ²⁰/ioo, vorzugsweise ungefähr ⁴/ioo paketes werden um so größer, je größer die ma- 30 bis ⁸/ioo mm, betragen. Hierbei kann die Spaltweite an gnetischen Kräfte sind, so daß enge Luftspalte hier der engsten Stelle des Luftspaltes wesentlich kleiner nachteilig sind. Enge Luftspalte sind ■-jedödranttereT=""'—afe-i5ef~deir1jei5mmten" 'Maschinen dieser"Art sein, seits zur Erzielung einer ausreichenden Leistung und Der Mittelwert der Spaltweite des ungleich großen eines guten Wirkungsgrades unerläßlich. Luftspaltes ist hierbei mit Vorteil nicht größer, vor-

Der Erfindung hegt deshalb in der Hauptsache die 35 zugsweise Meiner als die konstante Spaltweite des

Aufgabe zugrunde, die Laufruhe des Zwischenläufers betreffenden Luftspaltes bei den bekannten Maschi-

zumindest ohne Beeinträchtigung der Leistung und nen dieser Art.

des Wirkungsgrades auf einfache Weise ohne Kosten- Bevorzugt ist vorgesehen, daß die kleinste Luft-

erhöhung zu verbessern. spaltweite des ungleich großen Luftspaltes kleiner als

Zu diesem Zweck ist bei einer Zwischenläufer- 40 die Luftspaltweite des Luftspaltes konstanter Luftmaschine der eingangs genannten Art erfindungsge- spaltweite ist.

maß vorgesehen, daß die Luftspaltenweite des Luft- Für die Ansprüche 2 bis 6 wird nur in Verbin-

spaltes zwischen dem Außenständer und Läuferkör- dung mit Anspruch 1 Schutz begehrt,

per in Längsrichtung des Luftspaltes auf das von In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der

dem Träger abgewendete Ende des Luftspaltes zu 45 Erfindung dargestellt.

über mindestens einen Teilbereich, vorzugsweise über Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen

die gesamte Länge des Luftspaltes, zunimmt und daß Zwischenläufer-Asynchronmotor zum Antrieb einer

die Luftspaltenweite des Luftspaltes zwischen Innen- nicht dargestellten Waschmaschine im Wasch- oder

ständer und Läuferkörper konstant ist. Durch diese Schleudergang.

erfindungsgemäße Maßnahme wird die Laufruhe des 50 Dieser Asynchronmotor weist ein im ganzen mit

Zwischenläufers so verbessert, daß im allgemeinen 10 bezeichnetes topfförmiges Gehäuse auf, das von

sogar die mittlere Luftspaltweite des äußeren Luft- üblicher Bauart sein kann und deshalb nicht in allen

Spaltes und auch die Luftspaltenweite des inneren Einzelheiten erläutert ist. Die stirnseitige Öffnung des

Luftspaltes verringert werden kann und eine ent- Gehäuses ist durch eine Abschlußkappe 11 verschlos-

sprechende Leistungs- und Wirkungsgradverbesse- 55 sen, die Öffnungen, wie 12, für den Durchtritt von

rung erzielt wird. Kühlluft aufweist. Auf der gegenüberliegenden Seite

Bei Elektromotoren mit fliegend gelagertem Innen- 50 des Gehäuses befinden sich ebenfalls Öffnungen, läufer ist es bekannt, den vorhandenen einzigen Luft- wie 13, für den Durchtritt von Kühlluft. In einem spalt in Richtung auf das freie Ende des Innenläufers mit dem Gehäuse einstückigen Lagerstück 14 ist mitzu vergrößern, wobei die mittlere Luftspaltweite ge- 60 tels zweier Wälzlager 15 und 16 eine im ganzen mit genüber einem gleichen Elektromotor mit konstanter 17 bezeichnete Läuferwelle drehbar gelagert. An dem Luftspaltweite nicht geändert wird, so daß sich die über die Lager 15 und 16 überstehenden Wellen-Motorleistung nicht ändert (USA.-Patentschrift ende 18 der Läuferwelle 17 ist der Läuferkörper 20 2 575 153). Die Verhältnisse bei derartigen Innen- des Zwischenläufers 20' mittels eines topfförmigen, läufermotoren sind mit den bei Zwischenläufermo- 65 im ganzen mit 19 bezeichneten Trägers drehfest vertoren vorliegenden Verhältnissen nicht zu ver- bunden. Der Läuferkörper 20 weist ein Blechpaket gleichen. So ist es einzige Aufgabe der ungleich und auf seiner Außenseite und Innenseite je eine großen Luftspaltweite dieses vorbekannten Innen- übliche und deshalb nicht näher dargestellte Käfig-

wicklung auf. An dem Läuferkörper 20 sind Lüfterflügel 21 und an dem Träger Luftöffnungen 51 vorgesehen.

Koaxial zu dem Läuferkörper 20 sind im Innenraum des Gehäuses 10 ein Außenständer 24 und ein Innenständer 25 fest angeordnet. Der Außenständer ist an der Umfangswandung 26 des Gehäuses 10 und der Innenständer auf einem zylindrischen Teilstück 29 des Lagerstückes 14 fest angeordnet. Der Außenständer 24 weist eine hochpolige Erregerwicklung 30 und der Innenständer eine niederpolige Erregerwicklung 31 auf. Bei beiden Wicklungen handelt es sich in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel um dreiphasige Wicklungen, die mittels üblicher und deshalb nicht näher dargesteller Schaltmittel abwechselnd einschaltbar sind. Hierdurch ist der Zwischenläufer wahlweise im Langsamgang zum Antrieb der Trommel der betreffenden Waschmaschine im Waschgang oder im Schnellgang zum Antrieb der Trommel im Schleudergang antreibbar.

Außenständer 24 und Innenständer 25, die je ein Blechpaket aufweisen, können von üblicher Bauart sein und sind deshalb nicht in allen Einzelheiten erläutert.

Der Luftspalt 40 zwischen Innenständer 25 und Läuferkörper 20 weist eine konstante Luftspaltweite auf. Die Einhüllenden der Wandungen 52 und 53 dieses Luftspaltes 40 sind hier Kreiszylinderflächen. Die Luftspaltweite dieses Luftspaltes 40 kann von üblicher Größe sein, jedoch ist es infolge der nachfolgend näher beschriebenen Ausbildung des Luftspaltes zwischen Außenständer und Innenständer in vielen Fällen möglich, die Luftspaltweite des Luftspaltes 40 kleiner als üblich zu halten, ohne daß die Gefahr eines Streifens des Läuferkörpers 20 an dem Innenständer 25 auftritt.

Erfindungsgemäß ist die Außenwandung 41 des Läuferkörpers 20 über ihre gesamte Länge schwach konisch so abgedreht, daß ihre Einhüllende eine Kegelstumpffläche bildet, deren größter Durchmesser sich an den dem Träger 19 zugewendeten Ende 43 des Luftspaltes 44 befindet. Die Einhüllende der Innenwandung 42 des Außenständers 24 ist dagegen von üblicher kreiszylindrischer Gestalt. Die Konizität der Außenwandung 41 des Läuferkörpers 20 ist in der Zeichnung zur deutlicheren Darstellung zu groß dargestellt. In Wirklichkeit beträgt in diesem Ausführungsbeispiel der Durchmesserunterschied des Läuferkörpers 20 zwischen den beiden Enden 43 und 46 des Luftspaltes 44 ungefähr V10 mm.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Luftspalte wird unter anderem ein besonders günstiger Verlauf des magnetischen Feldes erreicht. Auch ist die Gefahr, daß der Läufer an dem Innenständer oder Außenständer streifen kann, behoben.

Die Luftspaltweite an der engsten Stelle des Luftspaltes 44, d. h. an dem Ende 43 des Luftspaltes, kann wesentlich kleiner als die konstante Luftspaltweite bei den bekannten Maschinen dieser Art sein. Auch ist es zweckmäßig, die Luftspaltweite an dem gegenüberliegenden Ende 46 dieses Luftspaltes 44 etwas größer als üblich zu wählen. Im allgemeinen werden besonders günstige Ergebnisse erzielt, wenn die mittlere Luftspaltweite, d. h. hier die Luftspaltweite des Luftspaltes 44 in der Mitte zwischen den beiden Enden und 46, von üblicher Größe ist. Jedoch kann je nach der Bauart des betreffenden Motors diese mittlere Luftspaltweite auch kleiner als üblich gemacht werden, wodurch die Eigenschaften der Maschine noch verbessert werden können. Auch ist in diesem Ausführungsbeispiel die Luftspaltweite des Luftspaltes 44 an dem Ende 43 kleiner als die Luftspaltweite des Luftspaltes 40, was sich ebenfalls als günstig erwiesen hat.

Die vorliegende Erfindung ist auch besonders vorteilhaft bei Maschinen, deren Innenständer einen größeren Jochquerschnitt als der Läuferkörper aufweist. Dies ist bei dem in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten Motor der Fall. Und zwar ist hier der Jochquerschnitt des Läuferkörpers ungefähr 10% kleiner als der Jochquerschnitt des Innenständers.

Als besonders zweckmäßig hat es sich ferner erwiesen, wenn ein Lager, hier das Lager 16, der Läuferwelle 17 im Bereich der durch die dem Träger 19 benachbarten Stirnseite 49 aufgerissenen Ebene angeordnet ist.

Ein Vorteil der neuartigen Ausbildung des Luftspaltes besteht auch darin, daß die Zwischenläufer weniger starr oder weniger versteift als bei den bekannten Zwischenläufermaschinen ausgebildet sein können. Hierdurch können Zwischenläufer geringeren Gewichtes und geringeren Trägheitsmomentes als bisher vorgesehen sein, wodurch nicht nur die Herstellungskosten gesenkt werden, sondern auch das Anlaufen und Abbremsen der betreffenden Maschine schneller als bisher erfolgt.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Zwischenläufermaschine, deren Innenständer mindestens eine niederpolige und deren Außenständer mindestens eine hochpolige, vorzugsweise dreiphasige Erregerwicklung aufweisen, wobei beide Erregerwicklungen getrennt einschaltbar sind, und an der Innenseite und Außenseite des durch je einen Luftspalt vom Innen- bzw. Außenständer getrennten Läuferkörpers des Zwischenläufers, der auf einer Seite durch einen Träger mit der Läuferwelle verbunden ist, je eine Käfigwicklung angeordnet ist und ferner der Jochquerschnitt des Läuferkörpers vorzugsweise kleiner als der Jochquerschnitt des Innenständers ist, vorzugsweise zum Antrieb von Waschmaschinen im Wasch- oder Schleudergang, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftspaltweite des Luftspaltes (44) zwischen dem Außenständer (24) und Läuferkörper (20) in Längsrichtung des Luftspaltes (44) auf das von dem Träger (19) abgewendete Ende des Luftspaltes (44) zu über mindestens einen Teilbereich zunimmt und daß die Luftspaltweite des Luftspaltes (40) zwischen Innenständer (25) und Läuferkörper (20) konstant ist.

2. Elektrische Zwischenläufermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftspaltweite des ungleich großen Luftspaltes (44) stetig zunimmt.

3. Elektrische Zwischenläufermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhüllende der den ungleich großen Luftspalt begrenzenden Wandung des Außenständers eine Kreiszylinderfläche und die Einhüllende der gegenüberliegenden Läuferkörperwandung eine von der kreiszylindrischen Gestalt abweichende Gestalt aufweist.

4. Elektrische Zwischenläufermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

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gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen den Spaltweiten an gegenüberliegenden Enden (43, 46) des ungleich großen Luftspaltes ungefähr ²/ioo bis ²⁰/ioo mm beträgt,

5. Elektrische Zwischenläufermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinste Luftspaltweite des ungleich großen Luftspaltes (44) kleiner als die Luftspaltweite des Luftspaltes (40) konstanter Luftspaltweite ist.

6. Elektrische Zwischenläufermaschine, deren Läuferwelle in mindestens zwei im Abstand voneinander angeordneten Lagern gelagert ist, wobei die Läuferwelle vorzugsweise den Innenraum des Innenständers durchdringt, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager (16) der Läuferwelle (17) im Bereich der durch die dem Träger (19) zugewendeten Stirnseite des Läuferkörpers (20) aufgerissenen Ebene angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen