DE3414424A1

DE3414424A1 - Startermotorgehaeuse

Info

Publication number: DE3414424A1
Application number: DE19843414424
Authority: DE
Inventors: Julius J. Fort Deposit Ala. Stevens
Original assignee: Teledyne Industries Inc
Current assignee: TDY Industries LLC
Priority date: 1983-04-21
Filing date: 1984-04-17
Publication date: 1984-10-25
Also published as: BR8401958A; SE8401803L; ZA842911B; IT8467344A0; GB8408746D0; US4506163A; SE8401803D0; CA1219895A; GB2139431A; IT1180036B; AU567932B2; IT8467344A1; AU2700284A; FR2545663A1; GB2139431B

Description

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Startermotorgehäuse

Die Erfindung bezieht sich auf Elektromotore und insbesondere auf einen Startermotor mit fest innerhalb des Gehäuses angeordneter Statorwicklung und einer Rotorwicklung, die auf einer drehbaren Welle im Gehäuse innerhalb der Statorwicklung angeordnet ist.

Startermotore sind Einrichtungen zum Ingangsetzen von beispielsweise einer Turbine, wie diese in einem Flugzeug verwendet wird. Ein Startermotor weist typischerweise eine innerhalb eines Gehäuses drehbare Welle mit daran befestigter Rotorwicklung aiaf. Die Rotorwicklung ist innerhalb der im Umfang angeordneten Statorwicklung angeordnet. Das Gehäuse umschließt die Wicklungen und andere elektrische Bauteile, um diese von Umgebungsbedingungen und Umweltschaden zu schützen. Häufig ist das Gehäuse im großen und ganzen zylindrisch und an beiden Enden geschlossen, wobei nur das eine Wellenende nach außen ragt und über einen Mechanismus mit der Turbinenwelle gekuppelt werden kann.

In bekannten Startermotoren wird die Ausgangsleistung des Motors von der Größe und der Konstruktion der Motorwicklungen bestimmt. Daher bestimmen die Wicklungen und die zugehörigen Polschuhe bzw. magnetischen Kerne die Größe des Gehäuses, welche notwendig ist, diese Teile zu umschließen. Andererseits ist es vorteilhaft, die Größe und das Gewicht jedes Bauteils gering zu halten, welches von einem Luftfahrzeug mitgenommen wird. Daher kann eine Gehäusekonstruktion, die in erster Linie zum Umschließen der elektrischen Bauteile des Startermotors ausgelegt ist, zu einem Startermotor führen, der ziemlich groß und raumaufwendig ist. Ein derartiger Motor stellt Probleme bei dem Einbau und der Gewichtsaufnahme dar und kann so einen ausgeprägten Einfluß auf die Größe, das Gewicht und die

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Handhabungseigenschaften eines Flugzeugs haben.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Gewicht eines Startermotorgehauses zu reduzieren und die magnetischen Eigenschaften des Motors zu verbessern. Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Maßnahmen des Hauptanspruches gelöst und durch weitere Maßnahmen der Unteransprüche ausgestaltet und weitergebildet. Im einzelnen ist ein rohrförmiges magnetisches Gehäuse mit einem verdickten Wandteil, benachbart zu den Statorwicklungen, vorgesehen. Infolge dieser Ausbildung wird der Flußquerschnitt durch die Statorwicklungen vergrößert und daher die Wirkungsweise der Statorwicklungen verbessert, ohne daß die Statorwicklungen neu konstruiert oder vergrößert werden müßten. Ferner braucht der verdickte Teil nur in der Nähe der Statorwicklungen vorgesehen zu sein, der Rest des Gehäuses wird mit reduziertem Durchmesser hergestellt, um die Größe und das Gewicht des Motorgehäuses möglichst gering zu halten.

Im Speziellen ist das Gehäuse vorzugsweise aus Eisen gefertigt und durch eine ringförmige Wand zu einem rohrförmigen Gebilde geformt. Ein mittiger Teil der Wand weist ein verdicktes peripheres Wandteil mit vergrößertem Durchmesser auf und bildet eine ringförmige Rippe zwischen Endteilen mit reduziertem Durchmesser. Demgemäß nimmt das Startergehäuse weniger Platz in Anspruch als zuvor bekannte Startermotore gleicher Leistung. Die Wandteile mit reduziertem Durchmesser machen weniger Material erforderlich und führen zu einem Gehäuse, das leichter ist als zuvor bekannte, im wesentlichen zylindrische Startermotorgehäuse. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Startermotor gemäß Erfindung und

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Motor nach Fig. 1, wobei einige Teile fortgelassen

wurden.

Der Startermotor 10 (Fig. 1) weist eine schematisch angedeutete Rotorwicklung 12 auf, die an einer nicht dargestellten Welle befestigt ist und so um die Achse 14 drehbar ist. Die Rotorwicklung 12 dreht sich innerhalb einer Statorwicklung 16, welche die Rotorwicklung 12 ringförmig umgibt. Die Wicklungen 12 und 16 sowie zusätzliche Bauteile, beispielsweise ein Bürstenhalter 18, sind innerhalb eines rohrförmigen Gehäuses 20 untergebracht. Die offenen Enden des Gehäuses 20 sind von nicht dargestellten Seitendeckeln verschlossen, die mit Lagern für die Rotorwelle versehen sind, so daß sich die Welle um die Achse 14 drehen kann.

Das rohrfÖrmige Gehäuse 20 wird durch eine ringförmige Wand 22 gebildet. Die Innenseite der ringförmigen Wand 22 grenzt an eine Mehrzahl von Polschuhen 24, um die jeweils Spulen 26 eines elektrischen Leiters gewickelt sind.

Die ringförmige Wandung 22 läuft nicht gleichmäßig durch, vielmehr ist ein verdickter Wandbereich 28 vorgesehen, der eine nach außen vorstehende Rippe 30 gegenüber dem sonstigen Umriß des Gehäuses 20 darstellt, wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich. Die axiale Ausdehnung der Rippe 30 stimmt im wesentlichen mit der axialen Länge der Polschuhe 24 überein. Zur weiteren Reduzierung des Gewichts des Gehäuses 20 kann die Rippe 30 etwas kürzer sein,als es der axialen Länge der Polschuhe 24 entspricht, die Rippe muß aber im wesentlichen symmetrisch zu den Polschuhen angeordnet sein, d.h. das axiale Zentrum der Polschuhe 24 muß mit dem axialen Zentrum der Rippe zusammenfallen. Die Rippe 30 erstreckt sich somit zwischen Endteilen 32, 34, bei denen die radiale Breite der ringförmigen Wand 22 reduziert ist. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 führt die reduzierte radiale Breite der Endteile 32, 34 zu einem reduzierten Durchmesser an jedem Ende des Gehäuses 20.

Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, wird die physikalische und damit auch magnetische Kopplung zwischen der Rippe 30 und den Polschuhen 24 mit zueinander fluchtenden

und in radialer Richtung ausgerichteten Bohrungen 40 bzw. 42 erreicht. Der Bohrungsteil 40 in der Rippe 30 weist vorzugsweise eine Ansenkung 44 auf, um einen Schraubenkopf aufzunehmen, so daß der Außenumfang der Rippe 30 den radial am weitesten vorstehenden Teil des Gehäuses 20 darstellt, wenn eine Befestigungsschraube in die Bohrung eingefügt und in dem Bohrungsteil 42 verschraubt ist.

Nachdem die bedeutsamen strukturellen Merkmale der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben sind, ist die Wirkungsweise des Startermotors gemäß Erfindung leicht zu beschreiben. Da die Rippe 30 effektiv die Masse der Polschuhe bzw. der Statorkerne 24 vergrößert, wird der Flußweg für das magnetische Feld, welches durch den durch die Wicklungen 26 fließenden Strom erzeugt wird, vergrößert, so daß die Verluste im magnetischen Feld klein gehalten werden und die auf die Wicklungen 12 ausgeübte Feldstärke zu einer größeren Antriebskraft des Rotors 12 um die Achse 14 führt. Da die Ringwandung 22 nur entlang des Rippenteils 30 verdickt ist, sind die Endteile 32, 34 des Gehäuses 20 im wesentlichen leichter als die früher benutzten gleichförmig dicken Gehäuse. Der verringerte Durchmesser an den Endteilen 32, 34 führt ferner zu einem verringerten Raumbedarf durch den Startermotor innerhalb des Luftfahrzeuges und erlaubt die Anwendung eines kleineren und somit raumsparenden Seitendeckels des Startermotors. Die einfache Konstruktion des Gehäuses ermöglicht die Herstellung als einfaches Gußstück, das zur gewünschten Form mit der gewünschten Toleranz spanabhebend bearbeitet werden kann. Auf jeden Fall versteht es sich, daß die Gehäusekonstruktion gemäß der Erfindung den Wirkungsgrad und das Betriebsverhalten des Startermotors verbessert sowie die Bauteile des Startermotors einschließt und sie von Umweltbeeinträchtigungen oder Schaden schützt.
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Claims

Teledyne Industries, Inc.
1901 Avenue of the Stars,
Los Angeles, Californien 9006 7, USA

Patentansprüche

Startermotor mit im Umfang angeordneten Statorwicklungen' (26 ), mit einem Rotor, der mit Rotorwicklungen (12) versehen ist und drehbar innerhalb der Statorwicklungen angeordnet ist, sowie mit einem rohrförmigen Gehäuse

5 (20),

dadurch gekennzeichnet, daß

das axial längliche, rohrförmige Gehäuse (22) aus^ermagnetischem Material besteht,

daß das rohrförmige Gehäuse (20) einen Teil (28) mit vergrößerter Wanddicke nahe der Statorwicklungen (26) aufweist und so angebracht ist, daß der verdickte Wandteil (28) den Flußguerschnitt durch die Statorwicklungen (26) vergrößert .
2. Startermotor nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der verdickte Wandteil (28) in axialer Richtung eine geringere Abmessung aufweist als die axiale Länge der Statorwicklungen (26).
3. Startermotor nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Gehäuse (20) durch eine Ringwand (22) gebildet wird.

Sonnenberger Straße 43 62C0 Wiesbaden !ΓβΙβιαια COpUD 56J943-/56Jii.W Telex 4186237 Telegramme Patentconsult

RadetteStraBe 43 SOOpjviuncheTijSO-TSlelou (ϋ&9Ϊ88360.?/8ΒΧό«4 Telex 5212313 Telegramme Patentconsult

Telefax (CCn", ifwiesbaden und München (089) 8344618 Attention Patentconsult
4. Startermotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Innenoberfläche der Ringwand (22) im wesentlichen konstant ist.
5. Startermotor nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Randrippe (30) mit vergrößertem Durchmesser aufweist.
6. Startermotor nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Rippe (30 ) axial zwischen zwei Gehäuseteilen (32, 34) mit radial reduzierter Außenoberfläche angeordnet ist.
7. Startermotor nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das^iiSgnetische Material Eisen enthält.
8 . Startermotor nach Anspruch 1 ,

ferrodadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material Eisen

ist.
9. Startermotor nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (28) eine zylindrische Form hat.
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