DE2363075B2 - Axialspaltmotor - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Axialspaltmotor mit einem mit der Abtriebswelle verbundenen Läufer, der einen ringförmigen Kern aus magnetischem Material und im wesentlichen radial zwischen zwei <>5 konzentrischen Kurzschlußringen verlaufende Läuferstäbe aufweist, und mit einem Ständer, der auf einem ringförmigen Kern aus magnetischem Material angeordnete Wicklungen trägt, wobei zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen von Läufer und Ständer ein axialer Spalt vorhanden ist.

Eine derartige Axialspaltmaschine als Generator ist aus der US-PS 28 24 275 bekannt. Dieser Generator hat einen einstellbaren Axialluftspalt, damit in Abhängigkeit von der Last eine Einstellung des Luftspaltes erfolgen kann, um Spannungsabsenkungen zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist der Ständer in einem Gehäuse in axialer Richtung verlagerbar angeordnet, welches auch mit der Läuferlagerung in Verbindung stehen muß, um die wechselseitige Einstellung zwischen Ständer und Läufer durchführen zu können. Der Ständer ist nicht ohne weiteres zugänglich. Die Montage erfordert im Hinblick auf die bestimmte Zuordnung zwischen Ständer und Läufer im Gehäuse erheblichen Aufwand und setzt Spezialisten voraus.

Gleiches gilt für andere bekannte Ausführungen. Beispielsweise sind im Axialspaltgenerator nach der US-PS 32 42 363 zwei felderzeugende Bauteile drehbar gelagert, und zwischen diesen ist ein ringförmiger Ständer angeordnet. Dieser ist daher nicht von außen zugänglich. Alle Bauteile sind in einem Generatorgestell untergebracht, in welchem sowohl ein den Ständer tragender Ring als auch die Lager für die umlaufenden Feldsysteme vorgesehen sind. Damit liegt ein geschlossener Aufbau vor.

Die DE-AS 12 61 240 zeigt schematisch einen Läufer, der zwischen zwei benachbarten, in einer Ebene angeordneten Ständern verstellbar ist, um dadurch Drehzahl und Drehmoment des Läufers einstellen zu können. Die Verstellung erfolgt längs der Luftspaltfläche senkrecht zur Läuferachse. Hier ist der Maschinenaufbau besonders kompliziert, weil in der prinzipiellen Zuordnung zwischen Läufer und Ständern auch noch die Einstellbarkeit des Läufers kommt. Eine Ausbaumöglichkeit eines Ständers ist nicht angesprochen und ist auch für den Ständer nicht ohne weiteres möglich, vor welchem sich der Läufer befindet.

Die Axialspaltmaschine nach der AT-PS 162 820 zeigt einen Aufbau mit einem Rahmen, an welchem das Ständerblechpaket und die Ständerwicklung befestigt sind und in dem auch eine Welle für den Läufer gelagert ist. Somit sind beide Teile am gleichen Rahmen gelagert, und es wird eine Maschine als in sich geschlossene Einheit geschaffen. Wenn der Ständer zugänglich gemacht werden soll, müssen die Welle und der Läufer ausgebaut werden. Der Ausbau wird auch dadurch umständlich, weil der Läufer von einer Schutzhaube umschlossen ist. Die gezeigte Maschine ist besonders umständlich zu warten, weil eben immer der Ausbau des Läufers erforderlich ist.

Nach der BE-PS 5 01 811 ist innerhalb eines Gehäuses in der Mitte zwischen zwei Läufern ein Doppelständer angeordnet, der mittels eines Ringes im Gehäuse befestigt ist. Der Ständer wird von der Welle durchsetzt, die in Gehäusestirnwänden gelagert ist. Um den Ständer z;u überwachen oder auszubauen, muß wenigstens ein Läufer demontiert werden, wozu auch das Gehäuse zierlegt werden muß.

Aus dem »Bulletin des schweizerischen elektrotechnischen Vereins« Nr. 21 vom 12. Oktober 1957, S. 905—909 ist ein geschlossener Aufbau eines Axialspaltmotors bekannt, bei welchem das Ständerpaket mit sich in axialer Richtung erstreckenden Schrauben am Gehäuse bzw. einer Tragkonstruktion befestigt ist. Diese Tragkonstruktion enthält auch das Lager für die Läuferwelle. Um den Ständer zugänglich zu machen,

muß der Motor zerlegt werden.

Ein Axialspaltmotor nach der DE-OS 19 03 899 hat zwischen zwei Ständern, die zur Mitte gekehrt sind, einen scheibenförmigen Läufer. Seine Welle ist im Gehäuse gelagert, und zwar mittels Lagerschildern, an denen mit axial gerichteten Schrauben die Ständer zur Mitte gekehrt befestigt sind. Wenn ein Ständer zugänglich gemacht werden soll, muß nach Abnahme einer äußeren Haube ein Lagerschild mit dem jeweiligen Ständer ausgebaut werden, wobei zugleich ι ο an dieser Seite des Gehäuses die Lagerung für die Motorwelle entfernt wird. Die Wartung eines solchen Motors ist aufwendig. Die Teile sind jeweils durch den Zusammenbau in genauer Zuordnung zueinander gehalten. ι ">

Wenn die bekannten Axialspaltmotoren in Kombination mit einer Pumpe oder einem Verdichter ausgeführt werden, ergeben sich noch mehr Schwierigkeiten bei einer Wartung, weil insbesondere der ganze Motor von Gehäuseteilen umschlossen ist. Außerdem wird dadurch die Kühlung erschwert.

Die Erfindung geht davon aus, daß insbesondere der Ständer eines Motors zugänglich sein muß, weil der Läufer praktisch unzerstörbar ist und somit die Ständerwicklung in erster Linie einer Wartung bedarf. Es ist bekannt, daß Ständerwicklungen mitunter durchbrennen. Weiterhin ergibt sich bei der Wartung der zugrunde liegenden bekannten Motoren das Problem, daß zur Instandhaltung und Instandsetzung geschulte Elektriker vorhanden sein müssen. Diese .w stehen bei einem Kleinverbraucher, gegebenenfalls auch in einem Entwicklungsland, vielfach nicht zur Verfugung. Ausfälle führen daher zu Fehlzeiten oder Betriebsunterbrechungen und können schwerwiegende Nachteile nach sich ziehen.

Weiterhin lassen sich bei den bekannten Motoren, es sei denn, daß zu komplizierten und aufwendigen Konstruktionen gegriffen wird, wie beispielsweise nach der erwähnten DE-AS 12 61240, Drehzahlen nicht ändern. Es ist jedoch in manchen Anwendungen w erwünscht, die Drehzahl eines Motors von Zeit zu Zeit zu verändern, beispielsweise bei Verarbeitungsverfahren zur Anpassung an die Beschaffenheit des zu verarbeitenden Gutes. Die übliche Maßnahme dafür ist im allgemeinen ein Wechselgetriebe mit dem Nachteil eines zusätzlichen Aufwandes und einer Verminderung des Wirkungsgrades, abgesehen davon, daß dadurch auch Fehlermöglichkeiten zunehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Axialspaltmotor der eingangs angegegenen Art zu schaffen, der leicht und auch von ungeschulten Arbeitskräften gewartet und gereinigt werden kann, wobei auch eine Auswechslung des Ständers leicht möglich ist und die Drehzahl sehr einfach verändert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Axialspaltmotor der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ständer an einer mit dem Läufer mechanisch nicht direkt verbundenen, selbständig aufstellbaren Halteeinrichtung bei in Betriebsstellung verbleibender Halteeinrichtung auswechselbar befestigt t>o ist. Hierbei bilden der Ständer und der Läufer mechanisch getrennte Teile. Hierdurch ist bereits die Aufstellung des Motors vereinfacht, weil der Ständer nicht mit einer so genauen Ausrichtung angeordnet werden muß, wie es bei Motoren notwendig ist, deren Teile in einem Gehäuse untergebracht sind. Der erfindungsgemäße Motor arbeitet überraschend auch dann zufriedenstellend und ohne wesentliche Herabsetzung des Wirkungsgrades, wenn die Achsen etwas zueinander geneigt oder versetzt sind oder auch die Breite des Luftspaltes beträchtlich vom Nennwert abweicht. Hierin liegt eine Voraussetzung für die Einstellung der selbständig aufstellbaren Halteeinrichtung durch ungeschultes Personal. Die Halteeinrichtung braucht nur bewegt zu werden, bis Ständer und Läufer einigermaßen koaxial sind und die am Umfang gemessene durchschnittliche Luftspaltbreite um höchstens etwa 10% vom Nennwert abweicht. Dieser beträgt beispielsweise bei einem 1-PS-Motor 2,5 mm oder mehr.

Bei der Erfindung kann der Läufer wie eine übliche Kupplungshälfte auf der Welle einer Belastungseinrichtung befestigt werden. Eine solche Montage kann leicht durch ungeschultes Personal erfolgen. Damit ist der Ständer unabhängig von dem Läufer zugänglich; für seine Montage oder Demontage braucht kein Gehäuse geöffnet zu werden. Auch ein intakter Ständer kann zur Überwachung oder Reinigung ausgebaut und wieder eingebaut werden, wobei noch nicht einmal die Halteeinrichtung verändert zu werden braucht. Durch die selbständig aufstellbare Halteeinrichtung läßt sich aber auch in einfacher Weise die Drehzahl des Motors verändern, indem unter Ausnutzung der leichten Auswechselbarkeit ein Austausch gegen einen anderen Ständer mit einer anderen Polzahl vorgenommen wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Halteeinrichtung einen koaxial zu dem Ständer angeordneten, an den Enden offenen zylindrischen Tragring und zum lösbaren Befestigen des Ständers mehrere sich durch öffnungen des Tragringes radial einwärts erstreckende Schrauben auf. Diese Schrauben sind vorteilhaft unmittelbar in Gewindebohrungen des Ständers eingeschraubt. Wenn die Schrauben herausgenommen sind, kann der Ständer leicht von seiner Stützkonstruktion abgezogen werden, wobei es nicht notwendig ist, einen axialen Abstand entsprechend der Schraubenlänge zur Verfügung zu halten.

In einer anderen Ausführungsform ist eine Tragplatte mit Hilfe von in Gewindebohrungen desselben eingeschraubten Schrauben in dem Tragring befestigt, wobei die Stirnfläche des an der Tragplatte befestigten Ständers von der Tragplatte abgekehrt ist.

Durch die auch mit radial einwärts gerichteten Schrauben zu befestigende Tragplatte ergibt sich ein insgesamt aus dem Tragring herausnehmbarer Träger für den Ständer, wodurch die Handhabung vereinfacht wird. An der Tragplatte sind die Teile des Ständers leicht auswechselbar. Hierbei besteht die vorteilhafte Möglichkeit, daß der Ständer an der Tragplatte mittels mehrerer axialer, öffnungen der Tragplatte durchsetzender und in Gewindebohrungen des Kerns eingeschraubter Schrauben befestigt ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der zylindrische Tragring der Halteeinrichtung an einer parallel zur Achse des Tragringes liegenden flachen Grundplatte befestigt. Dadurch läßt sich die Halteeinrichtung bei der Aufstellung des Ständers leicht bewegen. Zur Festlegung einer gefundenen Einstellung besitzt die Grundplatte vorteilhaft öffnungen zur Aufnahme von Befestigungselementen, mit deren Hilfe die Halteeinrichtung an einer zur Achse des Tragringes parallelen Fläche befestigbar ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung sind an dem zylindrischen Tragring mehrere axiale Fassungen für Befestigungselemente angebracht, mit deren Hilfe die Halteeinrichtung an einer zur Achse des Traerinees senkrechten Fläche

befestigbar ist. Dadurch ist es möglich, die Halteeinrichtung auch an dem Gehäuse der Belastungseinrichtung oder an einem diesem zugeordneten Gestell zu befestigen. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, daß sich die Welle der Belastungseinrichtung durch die Mitte des Ständers angeordnet ist. Der Läufer kann aber auch an der Innenseite des Ständers angeordnet sein, wenn genügend Platz vorhanden ist und beispielsweise der Tragring der Halteeinrichtung einen vorstehenden Rand an einem Gehäuse oder Gestell umgibt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer Stirnansichl einen Läufer eines erfindungsgemäßen Motors, von der Ständerseite gesehen,

Fig. 2 den Läufer in einem Querschnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 1,

Fig.3 in einer Stirnansicht einen zur Verwendung mit dem Läufer gemäß F i g. 1 und 2 bestimmten Ständer und seine Halteeinrichtung, von der Läuferseite gesehen,

Fig.4 den Ständer und seine Halteeinrichtung in einem Querschnitt längs der Linie IV-IV in Fig.3, wobei die Wicklungen der Klarheit halber weggelassen sind,

Fig.5 eine Seitenansicht des Motors aus den in den vorherigen Figuren gezeigten Bestandteilen im betriebsfähigen Zustand zum Antrieb einer Belastungseinrichtung, wobei die Kühlgebläseschaufeln des Läufers der Klarheit halber weggelassen sind,

Fig.6 in einer der Fig.3 entsprechenden Darstellung eine andere Anordnung mit einem Ständer und seiner Halteeinrichtung, wobei sowohl die Befestigung des Ständers in der Halteeinrichtung als auch die Befestigung der Halteeinrichtung abgeändert sind,

Fig. 7 stark schematisiert die Befestigung einer Ständer-Halteeinrichtung gemäß F i g. 6,

F i g. 8 stark schematisiert eine Ausführungsform des Motors mit zwei Ständern zum Antrieb eines einzigen Läufers,

Fig. 9 ebenfalls stark schematisiert eine weitere Ausführungsform des Motors mit einem einzigen Ständer zum Antrieb von zwei Läufern.

Ein Läufer 10 zur Verwendung in einer ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 besitzt einen ringförmigen Kern 12 aus magnetischem Material. Der Kern 12 besteht aus einer einstückigen Spirale, die aus magnetischem Bandstahl gewickelt ist. Der Kern 12 besitzt mehrere Bohrungen oder Vertiefungen 14 von seinem Innenumfang zu seinem Außenumfang zur Aufnahme von Läuferstäben. Um einen glatten Lauf des Motors zu gewährleisten, erstrecken sich die Bohrungen 14 nicht genau radial, sondern sie sind um eine Polteilung schräggestellt. In Fig. 1 sind die Bohrungen 14 nur in einem Teil des Kerns dargestellt.

Durch jede Bohrung 14 erstreckt sich ein Läuferstab 16 aus einer Aluminiumlegierung. Am inneren und äußeren Ende sind die Läuferstäbe 16 einstückig mit einem inneren und einem äußeren Kurzschlußring 18 bzw. 20 aus einer Aluminiumlegierung verbunden. An dem äußeren Kurzschlußring 20 ist ein einstückiger Unwuchtausgleichsring 22 vorgesehen, der als Flansch mit einer Stirnfläche 24 des Kerns 12 bündig ist, Der Unwuchtausglcichsring 22 hat mehrere Kühlgebläscschaufcln26.

In dem inneren Kurzschlußring 18 ist eine hohle zylindrische Nabe 28 aus Stahl drchfcsl angeordnet. Mit ihrer Hilfe kann der Läufer 10 auf der nicht gezeigten Welle einer anzutreibenden Maschine befestigt werden.

Die F i g. 3 und 4 zeigen einen Ständer 50, der mit dem

Läufer gemäß Fig. 1 und 2 in einem Axialspaltmotor zusammenwirkt, sowie die Halteeinrichtung für diesen Ständer 50. Sein Hauptteil ist ein ringförmiger Kern aus magnetischem Material. In einer Stirnfläche 54 des Kerns sind mehrere radiale Nuten 52 ausgebildet. Diese Stirnfläche wird nachstehend als die vordere Stirnfläche

ιυ bezeichnet. Gemäß Fig.4 sind die Nuten 52 in bekannter Weise derart verjüngt, daß sie an ihren Mündungen schmaler sind als am Boden.

Fig.3 zeigt die Anordnung von vorher auf Rahmen hergestellten Wicklungen 56 in den Nuten 52 des

i^r> Ständer-Kerns. In dieser Ausführung sind vier Wicklungen 56 vorgesehen, so daß der Motor vier Pole besitzt. Es sind nur die Wicklungen 56 für eine Phase gezeigt. Die Anordnung der Wicklungen wird nicht näher beschrieben.

In der hinteren Stirnfläche des Kerns des Ständers 50 sind vier Gewindebohrungen 58 ausgebildet. Der Kern ist an einer kreisförmigen Tragplatte 60 mit vier Schrauben 62 befestigt, die Übermaßlöcher in der Tragplatte 60 durchsetzen und in den Gewindelöchern 58 des Kerns eingeschraubt sind. Die Tragplatte 60 hat an ihrem Außenumfang einen kreisförmigen Flansch 64, mit dessen Hilfe der Ständer 50 in der nachstehend beschriebenen Weise lösbar an der Halteeinrichtung für den Ständer befestigt ist. Die Wicklungen 56 sind mit

JO einem Schaltkasten 65 verbunden, der auf der Tragplatte 60 montiert ist, und können daher über ein ebenfalls an den Schaltkasten angeschlossenes Zuleitungskabel gespeist werden.
Die Tragplatte 60 ist in der gezeigten Weise

:s5 einstückig mit vier zylindrischen Jochen 66 aus magnetischem Material versehen. Die Joche 66 können aber auch anders an der Tragplatte befestigt sein. Die äußeren der die Polteilungen überbrückenden Teile 68 der Ständerwicklungen oder mindestens einiger Ständerwicklungen sind mit aus je eine Windung bildenden Schleifen 70 ausgebildet, so daß nach dem Festlegen der Ständerwicklungen die Schleifen 70 die Joche 66 umgeben, wie dieses in F i g. 3 gezeigt ist.

Die Trageinrichtung für den Ständer besitzt einen an den Enden offenen, zylindrischen Tragring 72, der mit einer flachen Grundplatte 74 verschweißt und zusätzlich mit Knotenblechen 76 abgestützt ist, die mit dem Tragring 72 und der Grundplatte 74 verschweißt sind. In der Grundplatte 74 sind mehrere öffnungen 78

so ausgebildet. Wenn sich der Ständer und seine Halteeinrichtung in der richtigen Stellung befinden, kann man sie festlegen, indem man Befestigungselemente durch die öffnungen 78 führt.

Der Ständer-Kern und die Tragplatte 60 werden in dem Tragring 72 mit Hilfe von vier radialen Schrauben 80 befestigt, die Übermaßlöcher in dem Tragring 72 durchsetzen und in Gewindebohrungen des Flansches 64 eingeschraubt sind.

F i g. 5 zeigt, wie die in den F i g. 1 bis 4 dargestellten

M) Teile zu einem betriebsfähigen Axialspaltmotor vereinigt sind, der zum Antrieb einer Belastungseinrichtung dient. Eine mit einer Antriebswelle 92 versehene Belastungseinrichtung 90 ist auf einer Auflagerfläche 94 befestigt, die beispielsweise von dem Gestell einer

μ Verteilungseinrichtung gebildet wird, zu der die Belastungseinrichtung 90 gehört, oder von dem Fußboden eines Gebäudes, in dem die Anlage untergebracht ist. Der Läufer 10 ist auf die Welle 92

aufgekeilt und mittels der Schraube(n) 34 und/oder 40 (Fig. 1 und 2) festgelegt, ähnlich wie eine Kupplungshälfte auf der Welle befestigt werden würde. Dann wird der Tragring 72 für den Ständer gegenüber dem Läufer derart bewegt bzw. eingestellt, daß die vordere Stirnfläche 54 des Kerns des Ständers 50 der vorderen Stirnfläche 24 des Läufer-Kerns 12 zugeführt ist. Der Tragring 72 für den Ständer wird so lange bewegt, bis beide Kerne im wesentlichen den zueinander zugekehrten Stirnflächen 24 und 54 im wesentlichen dem für den Motor erforderlichen Nennwert entspricht. In einem Motor mit einer Ausgangsleistung von 2 PS hat beispielsweise der Ständer-Kern einen Außendurchmesser von 178 mm und der Luftspalt eine Breite von 2,5 mm. Wie oben angegeben wurde, braucht die Einstellung nicht mit hoher Präzision durchgeführt zu werden, so daß sie von praktisch ungeschultem Personal getätigt werden kann. Wenn sich der Ständer und sein Tragring 72 in der richtigen Stellung befinden, kann man den Tragring festlegen, indem Schrauben oder andere Befestigungselemente durch die öffnungen 78 in der Grundplatte 74 in die Auflagerfläche 94 geführt werden. In den Zeichnungen ist gezeigt, daß die Belastungseinrichtung 90 und der Tragring für den Ständer auf demselben Niveau montiert sind. Wenn dieses nicht möglich ist, weil sich die Welle 92 nicht in der gewünschten Höhe über der Auflagefläche 94 für die Belastungseinrichtung befindet, kann jener Teil der Fläche, auf der die Trageinrichtung für den Ständer montiert ist, entsprechend vertieft oder erhöht werden.

Zum Betrieb des Motors wird den Ständerwicklungen elektrische Leistung zugeführt, so daß die Ständerwicklungen ein rotierendes Magnetfeld erzeugen, das sich axial von der vorderen Stirnfläche 54 des Ständer-Kerns in den Läufer-Kern 12 erstreckt. Das Feld schneidet die Läuferstäbe 16 und bewirkt, daß der Läufer 10 — wie bekannt — mit einer geringeren Drehzahl rotiert als das Feld.

Wenn sich der Axialspaltmotor in dem in Fig. 5 gezeigten betriebsfähigen Zustand befindet und der Ständer-Kern beispielsweise zum Austausch, zur Reinigung oder Instandsetzung aus dem Axialspaltmotor ausgebaut werden soll, kann dieses auf sehr einfache Weise von ungeschultem Personal ausgeführt werden. Man braucht nur die Schrauben 80 herauszuschrauben, worauf die Tragplatte 60 und der Ständer-Kern als Ganzes rückwärts aus dem Tragring 72 herausgenommen werden können. Der gereinigte oder geprüfte Kern oder ein Austauschkern kann in der entgegengesetzten Weise eingesetzt werden und wird automatisch in der richtigen Stellung festgelegt. Wenn der Ständer-Kern durchgebrannt ist und ausgetauscht werden muß oder wenn ein neuer Kern mit einer anderen Polzahl eingebaut werden soll, damit der Motor mit einer anderen Drehzahl läuft, und der neue Kern verfügbar ist, ist für diesen Austausch nur eine Stillstandszeit des Motors von insgesamt 2 oder 3 Minuten erforderlich. Der Austauschkern kann entweder auf einer anderen Tragplatte montiert sein und zusammen mit dieser eingebaut werden, oder man kann zur Verminderung der Krsatzlcilkosten den alten Kern von seiner Tragplatte abnehmen und durch den neuen ersetzen, indem man einfach die Schrauben 62 heraus- und wieder einschraubt.

Der Ständer-Kern kann somit schnell und leicht ausgelauscht werden, ohne daß ein Gehäuse auseinandergenommen und/oder verändert zu werden braucht. Die Einrichtung zum Lösen des Kerns, d.h. die Schrauben 80 und ihre Verwendung sind auch für eine ungeschulte Arbeitskraft ohne weiteres erkennbar.

Der Läufer 10 rotiert in freier Luft, und Luft kann die Ständer-Wicklungen frei umstreichen. Es ist kein Gehäuse vorhanden, das die Luftumwälzung behindern und dadurch zu einer starken Erwärmung führen würde. Infolgedessen arbeitet der Motor bei einer angemessenen niedrigen Temperatur. In manchen Fällen kommt man ohne die Kohlgebläseschaufeln aus, da der Motor

ι η auch ohne Fremdkühlung einwandfrei arbeitet.

F i g. 6 zeigt eine andere Ausführung des Ständers und seiner Halteeinrichtung. Die Halteeinrichtung besitzt ebenso wie die vorstehend beschriebene einen kreisförmigen Tragring 72', der auf einer flachen Grundplatte 74' montiert ist. Man kann daher auch die abgeänderte Halteeinrichtung in der in Fig.5 gezeigten Weise einbauen. Die abgeänderte Halteeinrichtung ist jedoch mit einer abgeänderten Befestigungseinrichtung versehen. Diese umfaßt vier Fassungen 100, die aus kurzen Stahlrohrstücken bestehen und sich in Axialrichtung des Ständer-Kerns und des Tragringes erstrecken und am Außenumfang des Tragringes angeschweißt sind. In dieser Ausführungsform kann der Tragring 72' an einer Fläche befestigt werden, die zu der Achse des Tragringes rechtwinklig ist, z. B. direkt an dem Gehäuse einer Belastungseinrichtung, wie dieses in F i g. 7 gezeigt ist. In diesem Fall führt man Befestigungselemente 102, wie Schrauben, durch die Fassungen 100 und schraubt sie in Gewindelöcher 104 in der Fläche ein. Bei Verwendung dieser Befestigungsart kann es zweckmäßig oder notwendig sein, den Läufer auf der Außenseite der Halteeinrichtung zu montieren, wie dieses in F i g. 7 gezeigt ist. In diesem Fall muß natürlich der Innendurchmesser des ringförmigen Ständer-Kerns so groß sein, daß die inneren die Polteilungen überbrükkenden Teile der Ständer-Wicklung die Welle der Belastungseinrichtung nicht berühren. Selbst wenn der Läufer 10 auf der Außenseite der Halteeinrichtung für den Ständer montiert ist, wie dieses gezeigt ist, kann man den Ständer-Kern auf einfache Weise austauschen. Der einzige zusätzliche Arbeitsvorgang ist der einfache Ausbau und Wiedereinbau des Läufers 10. Wenn jedoch die Fläche, an welcher der Tragring 72' befestigt ist, eine Vertiefung zur Aufnahme des Läufers 10 besitzt, kann dieser ähnlich wie in der Ausführungsform gemäß F i g. 5 auch auf der Innenseite der Halteeinrichtung für den Ständer angeordnet werden.

In der in Fig. 6 gezeigten Ausführung kann die Grundplatte 74' entfallen. Gemäß Fig. 7 kann diese

5» Ausführung nur mit der die Fassungen 100 aufweisenden Befestigungseinrichtung versehen sein.

Fig.6 zeigt ferner eine andere Art der Befestigung des Ständers an seiner Haltecinrichtung. Das wird nur der Einfachheit halber anhand der Fig. 6 beschrieben

■>·> und kann auch in der in F i g. 3 und 4 gezeigten Ständer-Hallecinrichtungcn anstatt der dort beschriebenen Mittel verwendet werden.

In dieser Ausführungsform entfall) die Tragplatte 60, und der Ständer 50 ist mit radialen Gewindebohrungen

wi 106 verschen. Schrauben 80' durchsetzen Übcrmaßlöchcr in dem kreisförmigen Tragring 72' und sind in die Gewindebohrungen 106 eingeschraubt, so daß der Ständer in dem Tragring 72' sozusagen aufgehängt ist. Natürlich muß zwischen dem Außenumfang des

hi Ständers und dem Innenumfang des Tragrings 72' genügend Platz für die äußeren die Poltcilungcn überbrückenden Teile der Sliindcrwicklungcn vorhanden sein.

Fig.8 zeigt schematisch eine abgeänderte Ausführungsform, in der zwei gleiche Ständer UO, 112 einen einzigen Läufer 114 antreiben, der auf einer Welle 116 befestigt ist. Die beiden Ständer können in der vorstehend beschriebenen Weise gegenüber dem Läufer festgelegt werden. Auch in der Ausführungsform gemäß F i g. 6 können die Ständer mit ihren Wicklungen in der vorstehend beschriebenen einfachen Weise eingebaut und ausgetauscht werden. Zum Ausbau der Ständerwicklungen wird zunächst in der vorstehend beschriebenen Weise der Ständer 112 ausgebaut. Dann kann der Läufer gelöst und durch die Trageinrichtung für den Ständer 112 hindurch herausgezogen werden. Darauf kann der Kern des Ständers 110 in derselben Weise gelöst und herausgezogen werden.

Die in Fig.9 gezeigte Ausführungsform stellt eine Umkehrung der Ausführungsform gemäß F i g. 8 dar. Zwei Läufer 120, 122 sind auf einer Welle 124 befestigt und werden von einem einzigen doppelseitigen Ständer 126 angetrieben. Der doppelseitige Ständer ist auf beiden Stirnflächen seines Kerns mit Wicklungsnuten und Wicklungen versehen. Diese Ausführungsform hat einen höheren Wirkungsgrad als die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen mit einseitigem Ständer, weil der Motor die doppelte Stromaufnahme hat. In der Ausführungsform gemäß F i g. 9 können die Wicklungen so angeordnet werden, daß viel Kupfer eingespart wird. Dieses wird durch die Kombination der beiden Wicklungen ermöglicht.

Die in den F i g. 8 und 9 gezeigten Ausführungsformen können unbegrenzt sandwichartig vervielfacht werden, wodurch auch die Ausgangsleistung des Motors unbegrenzt erhöht werden kann, ohne daß die Radialabmessung der Gesamtanordnung oder die auf ihre Teile ausgeübte Fliehkraft vergrößert wird. Die Ausführung mit der selbständig aufstellbaren Halteeinrichtung ist für die Vervielfachung besonders günstig.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Läufer ausgebildet wie eine Kupplungshälfte, die üblicherweise zum Kuppeln einer elektrischen Maschine mit einer Welle verwendet wird. Daher kann der Läufer auf einfache Weise auf eine Welle montiert werden. In manchen besonderen Anwendungsfällen kann man jedoch den Läufer einstückig mit der Welle ausbilden oder auf andere Weise auf ihr befestigen oder kann der Läufer in die anzutreibende Belastungseinrichtung eingebaut werden. Wenn diese beispielsweise ein Schwungrad besitzt, kann der Läufer in dieses Schwungrad eingebaut sein. Wenn die Belastungseinrichtung eine Pumpe oder ein Verdichter ist, kann der Läufer in einem rotierenden Teil der Pumpe oder des Verdichters, beispielsweise in einem

ίο Laufrad, eingebaut sein. Der Läufer kann in zahlreiche Flüssigkeiten und Gas eingetaucht werden.

Zum Austausch des Ständer-Kerns und seiner Wicklungen ohne Bewegung der Halteeinrichtung kann man auch anders als in der vorstehend beschriebenen Weise vorgehen. Beispielsweise kann man den Kern und die Wicklungen nach Art einer flachen Kassette, nämlich einer Magnetbandkassette, anordnen, die auf die Halteeinrichtung aufgesetzt oder in sie eingeschoben und dort festgeklemmt oder auf andere Weise lösbar befestigt wird. Da der Läufer einen festen, kompakten Körper darstellt und elektrisch praktisch unzerstörbar ist, kann man ihn direkt als mechanischen Abtriebsteil verwenden. Beispielsweise kann man am Außen- oder lnnenurnfang oder auf der hinteren Stirnfläche des Läufer-Kerns einen Zahnkranz ausbilden, der direkt ein Zahnradgetriebe antreibt und beispielsweise dessen Antriebsrad bildet.

Der erfindungsgemäße Axialspaltmotor ermöglicht nicht nur einen schnellen und leichten Austausch des

J" Ständers durch einen Ständer mit einer anderen Polzahl zwecks Veränderung der Betriebsdrehzahl, sondern auch eine Veränderung der Nennleistung des Motors durch Austausch des Ständers durch einen kleineren, der eine niedrigere Nennleistung besitzt. Man kann daher die Drehzahl und/oder die Ausgangsleistung des Motors nach Belieben verändern.

Vorstehend wurden Ausführungsbeispiele von liegend angeordneten Axialspaltmotoren beschrieben, die eine Belastungseinrichtung mit horizontaler Antriebs-

⁴" welle antreiben. Der Axialspaltmotor kann aber auch an Antriebswellen angebaut werden, die vertikal oder gegenüber der Horizontalen und Vertikalen geneigt sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Axialspaltmotor mit einem mit der Abtriebswelle verbundenen Läufer, der einen ringförmigen Kern aus magnetischem Material und im wesentlichen radial zwischen zwei konzentrischen Kurzschlußringen verlaufende Läuferstäbe aufweist, und mit einem Ständer, der auf einem ringförmigen Kern aus magnetischem Material angeordnete Wicklungen trägt, wobei zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen von Läufer und Ständer ein axialer Spalt vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (50) an einer mit dem Läufer (10) mechanisch nicht direkt verbundenen, selbständig aufstellbaren Halteeinrichtung bei in Betriebsstellung verbleibender Halteeinrichtung auswechselbar befestigt ist.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung einen koaxial zu dem Ständer (50) angeordneten, an den Enden offenen, zylindrischen Tragring (72; 72') und zum lösbaren Befestigen des Ständers mehrere sich durch Öffnungen des Tragrings (72; 72') radial einwärts erstreckende Schrauben (80; 80') aufweist.

3. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich radial erstreckenden Schrauben (80') in Gewindebohrungen (106) des Ständers (50) eingeschraubt sind.

4. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tragplatte (60) mit Hilfe von in J0 Gewindebohrungen desselben eingeschraubten Schrauben (80) in dem Tragring (72) befestigt ist, wobei die Stirnfläche (54) des an der Tragplatte befestigten Ständers (50) von der Tragplatte abgekehrt ist.

5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (50) an der Tragplatte (60) mittels mehrerer axiale Offnungen der Tragplatte durchsetzender und in Gewindebohrungen (58) des Kerns des Ständers eingeschraubter Schrauben (62) befestigt ist.

6. Motor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Tragring (72) der Halteeinrichtung an einer parallel zur Achse des Tragringes liegenden flachen Grundplatte (74,74') befestigt ist.

7. Motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (74, 74') Öffnungen (78) zur Aufnahme von Befestigungselementen besitzt, mit deren Hilfe die Halteeinrichtung an einer zur Achse des Tragringes parallelen Fläche befestigbar ist.

8. Motor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zylindrischen Tragring (72') mehrere axiale Fassungen (100) für Befestigungselemente (102) angebracht sind, mit deren Hilfe die Halteeinrichtung an einer zur Achse des Tragrings senkrechten Fläche befestigbar ist.