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Induktionsmotor
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( Zusatz zu Patent .......... Patentanmeldung P 25 38 561.9 ) Das
Hauptpatent betrifft einen Induktionsmotor,der als Regelmotor ausgebildet ist, mit
einem Gehäuseteil, der in seinem Inneren vollständig mit seiner Kühlflüssigkeit,
insbesondere Öl, gefüllt ist, welche mittels einer von einer mit konstanter Drehzahl
umlaufenden Pumpenwelle angetriebenen, in dem Gehäuseteil befindlichen Pumpe in
einem hermetisch abgeschlossenen Kühikreislauf umwälzbar ist und mit einem mittels
der Pumpenwelle antreibbaren Ventilator außerhalb des mit der Kühlfiüssigkeit gefüllten
Gehäuseteils.
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Es hat sich gezeigt, daß es in einigen Fällen wünschenswert ist, daß
man den Ventilator bei laufender Pumpe stillsetzen kann, beispielsweise um eine
übermäßige Abkühlung der Kühlflüssigkeit bis zum Erreichen einer vorgegebenen Betriebstemperatur
verhindern zu können. Weiterhin hat es sich gezeigt, daß die Abdichtung der zum
Antreiben des Ventilators aus dem Inneren des mit der Kühlflüssigkeit gefüllten
Gehäuseteils herausgeführten Welle gegenüber dem Gehäuseteil zwar keine technischen
Schwierigkeiten bereitet, jedoch relativ teuer ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Weiterbildung des Gegenstandes
des Hauptpatents anzugeben, die es ermöglicht, den Ventilator bei laufender Pumpe
abzuschalten und gleichzeitig zu erreichen, daß für den Ventilator keine Antriebswelle
dichtend
durch die Wandung des mit der Kühlflüssigkeit gefüllten Gehäuseteils geführt werden
muß.
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Diese Aufgabe ist bei dem Induktionsmotor gemäß dem Hauptpatent dadurch
gelöst, daß eine magnetische Kupplung vorgesehen ist, deren einer Kupplungsteil
im Inneren des Gehäuseteils drehfest auf der Pumpenwelle sitzt und deren anderer
Kupplungsteil außerhalb des Gehäuseteils drehfest auf einer Welle sitzt, über die
der Ventilator antreibbar ist. Erfindungsgemäß wird also statt einer durch die Wandung
des Gehöuseteils nach außen geführten Welle zum Antreiben des Ventilators eine magnetische
Kupplung verwendet, von deren beiden Kupplungsteilen der eine innerhalb und der
andere außerhalb des kuhlmittelgefüllten Gehäuseteils angeordnet ist, so daß auf
eine abgedichtete Wellendurchführung durch die Wandung des Gehäuseteils verzichtet
werden kann.
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Vorteilhaft ist es, wenn mindestens einer der Kupplungsteile mindestens
einen Permanentmagneten aufweist, wenn man also mit einer permanentmagnetischen
Kupplung arbei tet, um - was in diesem Falle möglich ist - auf eine Stromzuführung
für die Kupplung zu verzichten, welche bei einer elektromagnetischen Kupplung vorgesehen
sein müßte.
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Dabei ist ein unabhängiges Abschalten des Ventilators trotzdem möglich,
wenn man geeignete Einrichtungen vorsieht, mit deren Hilfe der Abstand zwischen
den Kupplungsteilen so weit vergrößert werden kann, daß die magnetische Kupplungswirkung
aufgehoben wird. Ein besonderer Vorteil der betrachteten Lösung ergibt sich in diesem
Fall ferner dadurch, daß durch mehr oder weniger starke Annäherung der beiden Kupplungsteile
bei geeigneter Ausbildung derselben ein mehr oder weniger starker Schlupf herbeiführbar
ist, so daß die Drehzahl und damit die Kühl leistung des Ventilators unabhangig
von der Drehzahl der Pumpenwelle regelbar ist.
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Wenn man dagegen die Kupplung als elektromagnetische Kupplung ausbildet,
dann ergibt sich der Vorteil, daß die Kupplungsteile nicht gegeneinander verstellbar
sein müssen und daß das An- und Abkuppeln des Ventilators an die ihn treibende Pumpenwelle
durch einfaches Ein- und Ausschalten des Erregerstroms für die elektromagnetische
Kupplung bewirkt werden kann. Auch bei einer elektromagnetischen Kupplung laßtsich
dabei
wieder eine Drehzahlregelung des Ventilators unabhängig von der Drehzahl der Pumpenwelle
erreichen, wenn man den Schlupf der Kupplung durch geeignete Regelung des Erregerstroms
für dieselbe verändert.
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Schließlich ist es vorteilhaft, wenn der zwischen den Kupplungsteilen
liegende Bereich des Gehäuseteils zumindest dort, wo ein Magnetfeld zur Herstellung
einer Kupplungswirkung erzeugbar ist, aus einem unmagnetischen Material, beispielsweise
aus einem geeigneten Kunststoff, besteht, da auf diese Weise eine Störung des magnetischen
Feldes zwischen den Kupplungsteilen vermieden und die Ausbildung von Wirbelströmen
in der Wandung des kühlmittelgefül Iten Gehäuseteils vermieden werden kann.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Zeichnungen gezeigten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise
im axialen Längsschnitt, eines regelbaren Induktionsmotors nach dem Hauptpatent,
Fig. 2 einen axialen Ltingsschnitt der Einzelheit II in Fig. 1, als Ausführungsbeispiel
gemaß der Erfindung.
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Zunächst folgt Beschreibung der Ausgestaltung nach dem Hauptpatent
in Fig. 1.
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Der in der Zeichnung gezeigte Induktionsmotor besitzt einen Gehäuseteil
1, in dem ein Stator 2 mit einer Statorwicklung 3 angeordnet ist. Innerhalb des
Stators 2 ist ein Hauptrotor 4 in Form eines Kurzschlußläufers mit einem Kurzschlufring
5 angeordnet, der auf der Abtriebswelle 6 des Motors sitzt. Im Inneren des Stators
2 ist ferner ein Zwischenltlufer 23 vorgesehen, der mit dem Hauptrotor 4 verbunden
ist und mit der gleichen Drehzahl wie dieser konzentrisch zu dem Stator 2 umläuft.
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Konzentrisch zu dem Zwischenläufer 23 ist ferner ein Zusatzrotor
24 angeordnet, der auf einer hohlen Welle sitzt, welche die Abtriebswelle 6 des
Motors konzentrisch umgibt. Auf der hohlen Welle, welche nachstehend als Pumpenwelle
25 bezeichnet ist, sitzt drehfest das Pumpenrad einer Umwölzpumpe 10. Die Drehzahl
der Pumpenwelle 25 und damit die- Drehzahl der Umwälzpumpe 10 ist unabhängig von
der Drehzahl
des Hauptrotors 4 und der Abtriebswelle 6 des Motors
und konstant. An den beiden Stirnseiten des Gehäuseteils 1 ist jeweils ein Lagerschild
7 bzw. 16 sr.gebracht und die Abtriebswelle 6 des Motors ist in beiden Lagerschilden
7 und 16 gelagert. Die Pumpenwelle 25 ist ebenfalls in dem Lagerschild 7 mittels
eines Lagers 31 gelagert. In dem Stator 2 und in dem Hauptrotor 4 sind Längsbohrungen
20 vorgesehen, welche als Kühlmittelkanäle dienen. Das gesamte Innere 22 des Gehcuseteils
1 ist mit einer Kühlflüssigkeit, insbesondere mit saurearmem Öl, gefüllt.
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Das Lagerschild 7 ist gegenüber dem Inneren 22 des Gehäuses durch
eine Zwischen wand 8 abgeschlossen, welche jedoch nicht vollständig dichtend eingebaut
sein muß.
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An geeigneter Stelle sind in der Zwischenwand 8 ein oder mehrere Öffnungen
9 vorgesehen, so daß das Öl ungehindert zu der Umwälzpumpe 10 gelangen kann, von
wo es in einen Pumpenraum 11 gedrückt wird und von dort durch eine Öffnung 12 auf
die Außenseite des Lagerschildes 7. Auf der Außenseite des Lagerschildes 7 ist mit
der Öffnung 12 ein Wörmeaustauscher nach Art einer Kühlschlange 18 verbunden.
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Die Kühlschlange 18 besitzt mehrere Windungen aus dünnwandigen Rohren,
in denen das Öl umläuft. Das andere Ende der Kühlschlange 18 ist über eine Ölrückleitung
19 mit ein oder mehreren Einlaßöffnungen 15 in dem gegenüberliegenden Lagerschild
16 verbunden.
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Das im Bereich des Lagerschildes 16 eintretende Öl wird im Inneren
22 des Gehåuseteils 1 durch einen Spalt 21 zwischen dem Stator 2 und dem Hauptrotor
4 sowie durch die Löngsbohrungen 20 gepreßt und strömt an dem Zwischenlöufer 23
und dem Zusatzrotor 24 vorbei, bzw. zwischen diesen Bauteilen hindurch. Danach gelangt
das Öl über die Umwälzpumpe 10 wieder zu der Kühlschlange 18, um nach seiner Abkühlung
erneut über die Einlaßöffnungen 15 dem Inneren 22 des Gehäuses zugeführt zu werden.
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Wie Fig. 1 zeigt, sitzt außerhalb des Lagerschildes 7 auf der Pumpenwelle
25 ein Ventilator 17, beispielsweise ein Flügelrad, welches die Umgebungsluft ansaugen
und einen Luftstrom erzeugen kann, welcher zwischen Kühlrippen hindurchströmt, die
auf die Kühlschlange 18 aufgesetzt sind, so daß das in dieser fließende Öl gekühlt
wird. Die Abdichtung der Pumpenwelle 25 gegenüber dem Lagerschild 7 und der
Abtriebswelle
6 gegenüber dem Lagerschild 16 erfolgt jeweils mit Hilfe einer Dichtung 13. Die
Lagerschilde 7 und 16 sind ferner über Abdichtungen 14 öldicht mit dem Gehäuseteil
1 verbunden.
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Die besondere Gestaltung nach der Zusatzerfindung zeigt Fig. 2. Danach
sitzt der Ventilator 17 außerhalb des Lagerschildes 7 auf einer zweifach gelagerten
besonderen Welle 30 und kann von allen Seiten her ansaugen. Um nun auf eine entsprechende
Durchführung der Pumpenwelle 25 und Dichtung im in Fig. 1 rechten Lagerschild 7
verzichten zu können, ist nach Fig. 2 auf der Pumpenwelle 25 und innerhalb des Gehauses
und des Lagerschildes 7 ein erstes Kupplungsteil 32 vorgesehen, welches zusammen
mit einem zweiten Kupplungsteil 34 außerhalb des Gehaueteiles 1 und des Lagerschildes
7 eine magnetische Kupplung bildet, über die der Ventilator 17 bzw. die Ventilatorwelle
30 durch die Pumpenwelle 25 antreibbar ist. Die in der Zeichnung gezeigte Kupplung
32, 34 ist eine permanentmagnetische Kupplung, bei der in den beiden Kupplungsteilen
32, 34, zumindest jedoch in einem derselben, Permanentmagnete 36 angeordnet sind
mindestens jedoch-ein Permanentmagnet, welcher mit Permanentmagneten 36 des anderen
Kupplungsteils zusammenwirkt, wobei der jeweils andere Kupplungsteil auch aus ferromagnetischem
Materiai bestehen kann bzw. Teile aus ferromagnetischem Material aufweisen kann,
die durch das von dem mindestens einen Permanentmagneten 36 erzeugte Magnetfeld
mitgenommen werden.
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Ein Lösen der gezeigten permanent magnetischen Kupplung 32, 34 kann
in der Weise erfolgen, daß man den einen Kupplungsteil, vorzugsweise den außerhalb
des Lagerschildes 7 befindlichen zweiten Kupplungsteil 34, längs der Welle 30 verschiebt,
und zwar in der Zeichnung nach rechts, um die magnetische Kopplung zwischen den
Kupplungsteilen 32, 34 aufzuheben oder zu verringern, um bei entsprechendem Schlupf
der Kupplung eine Reduzierung der Drehzahl des Ventilators 17 gegenüber der Drehzahl
der Pumpenwelle 25 herbeizuführen. Das Verstellen des Kupplungsteils 34 längs der
Welle 30 kann mittels beliebiger geeigneter in der Zeichnung nicht dargestellter
Einrichtungen erfolgen. Bei Verwendung einer elektromagnetischen Kupplung kann das
Ein- und Auskuppeln durch Ein- und Ausschalten des Erregerstroms
mindestens
einer Erregerwicklung in mindestens einem der Kupplungsteile 32, 34 erfolgten, während
der gewünschte Schlupf durch die Größe des eingestellten Erregerstroms geregelt
werden kann. Damit das magnetische Feld der Kupplung 32, 34 nicht gestört wird,
ist es vorteilhaft, wenn man den Lagerschild 7 aus einem geeigneten Kunststoff herstellt,
und zwar zumindest in den Bereichen, in denen das Magnetfeld zwischen den Kupplungsteilen
32, 34 wirksam ist.
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