DE1763591A1 - Scheibeninduktionsmotor - Google Patents

Description

Licentia Patenb^Terw&ltUBgs GmbH 6 Frankfurt a.M»,. (Eneodor Stern Kai 1

lehmaaaa/li E^f₊-Kp* 80/522

2um Äntriab von Ultrazentrifuge^sind Seheibeninduktions·- motoren vorgeschlagen tto-rdea» die eine riagtrogfÖrmige Absdite-niuig des SbänderstreVifluseea und einen flachen Ring als ßfetlves TJäufea?öisea axifweisen« Bai sein? hohen Drehisahlen ist eine' mögliche Einbettung- des aktiven Lauferringes in "beiapielsweiae einen 'Iragkörper aus Duralußtiniiim odea? Beryllium-"bronss wenigei? geeignet, da die unterschleäliolie Bshming von aktivem Läuferring und SragkÖrpsr unter dsm Sinfiuss der Fliehkraft au übermässigan inneren Spannungen führt _t die den Laufmpabformen oder aersfcören'wurden· Bei andaran üblichen Auaführungsformen wird dalier eine ?ollssiieib® als aktives Läufermaterial vorgesehen ©der ©ins Scheibe mit einem Looli&urcll·- mesner« der sehr viel kleiner ist ale dar Innondurchmosser des Ständerpolringes» Dies© Fora ist gegen Fliabkr&ftö-sehr ■viel stabiler, aber magnetisch-ungünstiger-, weil der Läuferstreufluße mit dor. Oberfläche des Läuferöitiens aunlmmt₅ ä

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der Leistungsfaktor der Maschine erheblich niedriger wird als bei einem ringförmigen Läufereisen,, dessen Oberfläche derjenigen des Ständerpolringes eng angepasst ist« Die Aufgabe der Erfindung besteht darin* diesen Haehteil zu vermeiden«

Demzufolge betrifft die Erfindung einen Seheiboninduktionsmotor» Erfindungagemäss ist der Läufer als Speichenrad ausgeführt«

Anhand einer Zeichnung sei ein sehesiauisenes Auafühnincsbeiv spiel der Erfindung dargestellt.

Es ist ein Scheibenring aib 1_$ es sind Speichen mit 2. und ein ffabenring mit 3 bezeichnet ν

Der Läufer iat derart als Speichenrad ausgeführt, dass der aus aktivem Läufereisen bestehende Seheibenring 1 eich mit seinem Innenrand auf den Stützpunkten von Speichen 2 abstützt, die gegen die radiale Bichtung gleichsinnig um gleiche Winkel <£ im Bereich zwischen 5° und 45° geneigt sind und die solche Querschnitte besitzen» dass die rechnerisch ermittelte fliehkraftbedingte radiale Dehnung der Stützpunkte der Speichen und diejenige des äus&eren Scheibenringes bei mechanischer Trennung von Scheibenring und Speichenrad bei gleicher Drehzahl übereinstimmen. Die radiale Dehnung der Speichenstützpunkte für den Scheibenring setzt sich zusammen aus der Dehnung infolge der durch die Fliehkraft an den Speichen bedingten radialen Zugspannung und der durch die Schräglage der Speichen aur radialen Richtung bedingten Biegebeanspruchung in den Speichen, die eine B^.gelinie der an der Hadnabe feat

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eingespannten Speiehen hervorruft» dio die niehkraftbedingte Vergrößerung der Radien der Speichenstübspunkte zusätzlich erhöht. Die Dehnung des Scheibenringes wird durch dl© tangential© fliehkraftbedingte Zugspannung allein erzeugt*

In einer speziellen, vorteilhaften Ausführung des Erfindungsgedankend wird der aus Scheibenring 1, Speichen 2 und Habenring 3 bestehende Läufer aus einem Stück einer Blechseheibe herausgearbeitet, wobei die azimutale Breit© der Speichen am äueseren Ende klein ist im Vergleich mit der Speiehenlänge % und erstere sieh sur Nabe hin erweitert. Ferner sind die Übergänge der Speichenkanten zu der Scheibenring-Innenkante und der Nabenring-Ausaenkante verrundet, wie es durch Rundungen 6 dargestellt ist«⁴

Ein Speichenrad mit radial angeordneten Speichen ist für extrem hohe Drehzahlen nicht geeignet, weil die Verbindungsstelle zwischen den Speiche» und dem Scheibenring su hohen Zugspannungen ausgesetzt ist, die auch in dea Scheibenring zusätzliche Biegespannung erzeugen, weil die durch Fliehkraft bedingte Dehnung | des Scheibenringes ellein grosser ist als die des Speichenrad^ allein, also ohne auf Zug beanspruchte Verbindung zwischen den Speichen und dem Scheibenring.

Durch den erfindungsgeaäesen Ausgleich der radialen Fliehkraftdehnung von Speichenrad und Scheibenring entfallen diese Zusatzbeanspruchungen, so dass xaan die Drehzahl bis auf denjenigen Wert heraufsetzen kann, bei dem die tangentiale Zugepannung im Scheibenring GjL» die sich aus der spezifischen Hasse ^ des Soheibenringmaterials und der Ümfangsgoschwindigkeit der

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Scheibenring-Mittellinie Xf" nach der Formel β% * tf*·/" ergibt, den maximal für dae Material zulässigen Wert erreicht. Di© Biegemomente der Speichen werden auf die Nabe übertragen, die fliehkraftmässig so wenig beansprucht ist* dass 2,ie diese Biegemomente ohne Gefährdung aufnehmen kann« Die durch die Biege linie der Speichen bedingte Xnderung der Winkellage der Speichen Bittellinie an den Stützpunkten der Speichen überträgt keine nennenswerten Biegeraomente auf den fliehkraftmässig hoch beanspruchten Seheibenring, weil dit Speichenbreite am äusseren Speichenende entsprechend verringert wird, erforderlichenfalls in Form der aus der Feinmesstechnik bekannten Federgelenkfora

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und Speichenrad an dieser Stelle wird dieses Federgelenk nur mit geringen Biegemomenten, aber nicht auf Zug oder Druck erheblich belastet und ist daher weniger beansprucht als de_wr Scheibenring und nicht gefährdet«

Die geringen Speichenquerschnitte an den aus s er en. Speichenenden bieten dem magnetischen Streufluas einen so hohen Widerstand, dass der Läufer trotz der ferromagnetischen Eigenschaften von Speichen und Habe nahezu die gleich guten magnetischen Eigenschaften hat wie ein solcher mit nichtferromagnetischen Speichen und Naben und wesentlich bessere als eine volle Läuferscheibe aus ferroaagnetischem Material mit nur kleinem STabenloch» Featigkeitsmässig ist der Läufer, der mit Scheibenring, Speichen und Habe aus einem Stück besteht, einer Konstruktion aus ge~ trenntem ferromagnetisohem Scheibenring und nicht ferromagnetische* Speichenrad vorzuziehen, da konstruktive Verbindungen verschiedener L&uferteile an Stellen sehr hoher tJmfangsge-

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schwindigkeiten. su drehaahlabhängigen tfnwuelit&räften führen können« die die Betriebssicherheit des Läufers gefährden* Sie Einspanming des Läuferspeichenrades nach der Zeichnung auf einer versehraubbaroa. Nabe miii der axialer I'üfcrung ist dagegen gana unproblematisch..

5 3* Beschreibung

IO Patentansprüche

1 KL»Zeichnung mit 1 Fig«

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Claims (1)

1. Ideentia Patent-Verttaltungs GmbH 6 tfrankfurt a.M_M fheodor Stern Kai 1

   Lehaann/ii Erf «-ffr«

   Patentansprüche

   (l7) Seheibeninduktionsmotor, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer als Speichenrad auegeführt ist*

   2· Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet) dass das aus den Eleaenten Scheibenring, Speichen und Habenring aufgebaute Speichenrad aus einen Stück besteht«

   3. Motor nach Anspruch 1-2» dadurch gekennzeichnet« dass das Speichenrad aus einer Blechschere herausgearbeitet ist»

   4. Motor nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet« dass dae Speichenrad aus magnetisch aktivem Material besteht»

   5· Motor naoh Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiehen gegen die radiale Sichtung gleichsinnig un einen gleichen Winkel Ct geneigt sind.

   6. Motor nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet* dass 6-Bwisehen 5° und 45° beträgt-

   7« Motor nach Anspruch 1-6» dadurch gekennzeichnet» dass die Speichen Querschnitte besitzen» bei denen die flieh«

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   kraftbedingte radiale Dehnung der Stützpunkte der Speichen und diejenige des ausseien Scheibenringes bei gleicher Drehzahl übereinstimmen*

   8. Motor nach Anspruch 1 - ?» dadurch gekennzeichnet, dass die azimutale Breite der Speichen im Vergleich zur Speichenlänge am äueaeren Ende klein ist und dass sie eioh ZUB Ifabenring hinj&rweitert*

   9* Hot or nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet« dass die Übergänge der Speichenkanten zu der Scheiben* ringianenkante und ^vt-enrlngauseenkante verrundet sind.

   10. Kotor nach Anspruch 1 - 9* dadurch gekennzeichnet, dass der übergang der Speichen zum Scheibenring eine Federgelenkfora aufweist *

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