DE3526718A1 - Blockierschutzeinrichtung fuer luefterraeder od. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Blockierschutzeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Kompressoren für Schienenfahrzeuge sind in der Regel mit Zwischen- und Nachkühlern ausgerüstet. Auf einem nach außen geführten Wellenansatz der Kurbelwelle des Kompressors ist ein Lüfterrad angebracht, mittels dessen Kühlluft durch den oder die Kühler gedrückt wird. Gleichermaßen wird der Kompressor durch diese Kühlluft gekühlt.

Bei entsprechendem Einsatz des Kompressors kann es insbesondere im Winter vorkommen, daß einzelne Lüfterflügel des Lüfterrades an dem Kühler festfrieren. Dies kann insbesondere dann vorkommen, wenn Schnee in den Bereich zwischen Lüfterrad und Kühler geblasen wird, der aufgrund der Betriebswärme des Kühlers antaut und nach dem Abschalten des Kompressors gefriert. Bei der Wiederinbetriebsetzung des Kompressors ist dann der Lüfterflügel am Kühler angefroren. Bei der Inbetriebnahme kann das Lüfterrad beschädigt oder völlig zerstört werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Blockierschutzeinrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Durch die Magnetkraft wird das zum normalen Antrieb des Lüfterrades notwendige Drehmoment von der Welle auf das Lüfterrad übertragen. Wenn das Lüfterrad blockiert wird, dann kann es gegenüber der Welle frei durchdrehen, wobei aufgrund der drehbaren Lagerung auf der Welle einerseits und der Übertragung der Magnetkraft über einen Luftspalt andererseits keine reibenden und daher verschleißenden Flächen vorgesehen sind. Im Gegensatz zu den normalen Überlastkupplungen kann diese Blockierschutzeinrichtung im Prinzip über beliebig lange Zeiträume arbeiten. Bei dem geschilderten Anwendungsfall wird der Kühler nach einer gewissen Betriebszeit warm, so daß dann der gefrorene Schnee bzw. das Eis wieder auftaut, wodurch das Lüfterrad wieder frei kommt und dann von der Welle mitgenommen wird.

Um das in der Regel erforderlich Drehmoment übertragen zu können, ist die Weiterbildung nach Anspruch 2 in vielen Fällen erforderlich, zumindest aber zweckmäßig.

Besonders hohe Drehmomente können übertragen werden, wenn die Ausgestaltung nach Anspruch 3 durchgeführt wird. Hierbei stellen sich die einander gegenüber angeordneten Dauermagnete so zueinander ein, daß jeweils ein Nordpol des einen Dauermagneten einem Südpol des anderen Dauermagneten gegenüberliegt. Eine Optimierung tritt hierbei durch die Maßnahmen nach Anspruch 4 ein.

Eine besonders einfache Ausgestaltung mit hoher Drehmomentübertragung wird durch die Maßnahmen nach Anspruch 5 erreicht, da hierbei die beiden Dauermagnete identisch sein können.

Die Ansprüche 6 und 7 geben eine besonders einfache und günstige Form der Lagerung des Lüfterrades wieder.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 ein zwischen einem Kühler und einem Kompressor angeordnetes, von der Kurbelwelle des Kompressors antreibbares Lüfterrad mit Blockierschutzeinrichtung in teilweise aufgebrochener Darstellung und

Fig. 2 einen ringförmigen Dauermagneten der Blockierschutzeinrichtung in Draufsicht.

Die Kurbelwelle 1 eines nur durch eine kurze Begrenzungslinie angedeuteten Kompressors 2 ist mit einem nach außen ragenden Wellenansatz 3 versehen, auf dem ein Lüfterrad 4 mit zahlreichen Lüfterflügeln 5 angebracht ist. Wenn der Kompressor 2 angetrieben wird, wird demzufolge das Lüfterrad 4 drehzahlgleich mit dem Kompressor angetrieben, so daß Luft entsprechend den Strömungsrichtungspfeilen 6 durch einen als Zwischen- und/oder Nachkühler dienenden Kühler 7 geblasen wird, der auf der dem Kompressor 2 abgewandten Seite des Lüfterrades 4 angeordnet ist. Der Kühler 7 ist ebenfalls nur durch eine Begrenzungslinie angedeutet. Sein Abstand vom Lüfterrad beträgt üblicherweise 20 bis 50 mm. Selbstverständlich kann das Lüfterrad 4 auch dazu dienen, Luft durch den Kühler 7 zu ziehen.

Der Wellenansatz 3 weist im Bereich seines freien, dem Kühler 7 zugewandten Endes einen zylindrischen Lagerabschnitt 8 auf, der auf seiner dem Kompressor 2 zugewandten Seite durch einen Ringbund 9 begrenzt wird, dessen dem Lagerabschnitt 8 zugewandte axiale Fläche eine Axiallagerfläche bildet. Auf dem Lagerabschnitt 8 ist eine Nabe 11 des Lüfterrades 4 mittels Gleitlagerschalen 12, 13 im Prinzip frei drehbar gelagert. Die eine Gleitlagerschale 12 liegt hierbei mit einem sich radial erstreckenden Abschnitt an der Axiallagerfläche 10 des Ringbundes 9 an. Die andere Gleitlagerschale 13 liegt mit einem sich ebenfalls radial nach außen erstreckenden Abschnitt an einer Anlaufscheibe 14 an, die mittels mindestens einer Schraube 15 vor die freie Stirnseite des Wellenansatzes 3 geschraubt ist, wodurch die Nabe 11 axial weitgehend unverschiebbar aber im Prinzip frei drehbar auf dem Wellenansatz 3 gehalten wird. Die Gleitlagerschalen 12, 13 bestehen aus einem Material mit guten Trockenlaufeigenschaften gegenüber dem aus Stahl bestehenden Wellenansatz 3. Sie bestehen beispielsweise also aus Lagerbronze, die mit Polytetrafluoräthylen beschichtet ist.

An einem Ringflansch 16 der Nabe 11 sind zwei Haltescheiben 17, 18 mittels Schrauben 19, 20 befestigt, zwischen deren äußeren Rändern die üblicherweise aus einem geeigneten Kunststoff bestehenden Lüfterflügel 5 klemmend gehalten sind. Auf dem Ringbund 9 des Wellenansatzes 3 ist ein ringförmiger Dauermagnet 21 befestigt, der auf der dem Kompressor 2 zugewandten Seite gegen einen radial vorspringeden Flansch 22 des Wellenansatzes 3 anliegt. Er ist mittels eines Halterings 23 und Schrauben 24 gegen diesen Flansch 22 verspannt, wozu ein radial nach innen vorspringender Steg 25 des Halterings 23 in eine entsprechende ringförmige Ausnehmung 26 des Dauermagneten 21 eingreift.

Auf der Nabe 11 ist ein identisch ausgebildeter spiegelsymmetrisch angeordneter Dauermagnet 27 befestigt, der mittels eines radial von der Haltescheibe 18 nach innen vorspringenden in die Ausnehmung 26 eingreifenden Steges 28 gegen den Ringflansch 16 der Nabe 11 gespannt wird.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, bestehen die beiden identischen Dauermagnete 21, 27 aus jeweils im Wechsel über den Umfang angeordneten Magnetsektoren 29, 30 unterschiedlicher Polarität, die jeweils mit N (Nordpol) bzw. S (Südpol) bezeichnet sind. Die einzelnen Magnetsektoren 29 bzw. 30 haben jeweils gleiche Größe. Die Zahl der Magnetsektoren 29, 30 ist also geradzahlig. Zwischen den beiden Dauermagneten 21, 27 ist ein Luftspalt 31 ausgebildet, der kleiner 1,0 mm ist. In der Praxis wird er zwischen 0,5 und 0,8 mm breit sein.

Die Dauermagnete 21 bzw. 27 sitzen radial spielfrei aber mit Schiebesitz auf dem Ringbund 9 bzw. der Nabe 11, die ebenfalls aus Eisen bzw. Stahl, also magnetischem Material besteht. Hierdurch wird eine gewisse magnetische Verstärkung erreicht. Durch die magnetische Kraft zwischen den beiden Dauermagneten 21, 27 wird ein gewisses vorgegebener Drehmoment zwischen der Kurbelwelle 1 bzw. dem Wellenansatz 3 einerseits und der Nabe 11 und damit dem Lüfterrad 4 übertragen, das gleich oder etwas größer ist, als es unter normalen Betriebsbedingungen zum Antrieb des Lüfterrades 4 notwendig ist. Wenn das Lüfterrad 4 festgehalten wird, beispielsweise weil ein oder mehrere Lüfterflügel 5 am Kühler 7 festgefroren sind, dann kann sich der Wellenansatz 3 aufgrund der Gleitlagerung zwischen Nabe 11 mit Gleitlagerschalen 12, 13 und Lagerabschnitt 8 mit Axiallagerfläche 10 frei drehen. Es tritt keinerlei verschleißende Reibung auf, da der Luftspalt 31 zwischen den Dauermagneten 21, 27 immer größer Null ist. Diese Blockierschutzeinrichtung kann also auch sehr lange völlig verschleißfrei laufen. Wenn die Blockierung, beispielsweise durch Abtauen, beseitigt ist, wird das Lüfterrad 4 wieder normal angetrieben.

Claims (7)

1. Blockierschutzeinrichtung für Lüfterräder od. dgl., wobei das Lüfterrad auf einer antreibbaren Welle radial und axial weitgehend spielfrei angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (4) auf der Welle (Wellenansatz 3) drehbar gelagert ist und daß das Lüfterrad (4) und die Welle (Wellenansatz 3) mittels mindestens eines Dauermagneten (21, 27) über einen Luftspalt (31) magnetisch miteinander gekoppelt sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Lüfterrad (4) und der Welle (Wellenansatz 3) jeweils ein Dauermagnet (21, 27) drehfest verbunden ist, zwischen denen der Luftspalt (31) ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dauermagnet (21, 27) aus jeweils im Wechsel angeordneten Magnetsektoren (29, 30) unterschiedlicher Polarität (N, S) besteht.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetsektoren (29, 30) jeweils in gleichen Winkelabständen angeordnet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (31) radial zur Welle (Wellenansatz 3) verläuft.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (4) axial und radial gelagert ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (4) mittels einer Gleitlagerung (Gleitlagerschalen 12, 13) auf der Welle (Wellenansatz 3) gelagert ist.