DE4225158A1 - Elektromaschinensystem - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Elektromaschinensystem. Es be
steht aus mindestens drei Komponenten, nämlich einer
elektrischen Maschine mit einer rotierenden Welle
(insbesondere einem Motor oder Generator), einem Hoch
last-Anbauteil (insbesondere einer Bremse oder einem
Freilauf) und einem Niederlast-Anbauteil (insbesondere
einem Lüfter). Die Komponenten des Systems sind konstruk
tiv und funktional derartig aufeinander abgestimmt, daß
sie abhängig vom jeweiligen Einsatzfall wahlweise und
auswechselbar miteinander kombiniert werden können. An
die elektrische Maschine kann also wahlweise ein Hoch
last-Anbauteil oder ein Niederlast-Anbauteil oder beide
gleichzeitig unter drehfester Verbindung mit der Welle
der elektrischen Maschine angebaut werden. Die Komponen
ten müssen nicht notwendigerweise als geschlossenes Sy
stem vom gleichen Hersteller hergestellt und zusammen an
geboten werden. Ein Charakteristikum der Erfindung ist
vielmehr gerade darin zu sehen, daß der Benutzer des
Elektromaschinensystems die erforderlichen Komponenten
jeweils in der erforderlichen Stückzahl für die verschie
denen Einsatzzwecke zusammenbauen kann.
Bei elektrischen Maschinen unterscheidet man gemeinhin
eine Arbeitsseite und eine Blindseite. Die Arbeitsseite
ist diejenige Seite, an der die Welle aus dem Gehäuse ein
ausreichendes Stück zum Anschluß eines anderen Maschinen
teils herausragt. Im Falle eines Motors ist dies die Ab
triebsseite, an die beispielsweise ein Getriebe oder ein
sonstiges von dem Motor angetriebenes Gerät oder Bauteil
angeschlossen wird. Im Falle eines Generators ist es die
Antriebsseite, auf der das Drehmoment von der antreiben
den Maschineneinheit (beispielsweise Turbine) zugeführt
wird. Die Blindseite ist die der Arbeitsseite gegenüber
liegende Seite, an welcher die Welle der elektrischen Ma
schine üblicherweise nur ein sehr kurzes Stück über das
blindseitige Wellenlager hinausragt. Dieses Stück wird
nachfolgend auch als Wellenstummel bezeichnet.
Ein besonders wichtiger Anwendungsfall des erfindungsge
mäßen Elektromaschinensystems sind Bremsmotoren. Dies
sind Baueinheiten aus einem Motor und einer Sicherheits
bremse, welche üblicherweise als Scheibenbremse konstru
iert ist. Die Nabe der Bremsscheibe ist mit der Welle des
Motors drehfest verbunden und rotiert mit dieser. Die mit
ein- oder beidseitiger Bremsfläche versehene Bremsscheibe
wird bei einer ersten Bauart von Sicherheitsbremsen von
einer lediglich axial beweglichen Ankerscheibe durch
Federkraft gegen ein ruhendes, mit dem Motor fest
verbundenes Bremslagerschild geschoben. Die Bremse wird
durch Energiezufuhr (z. B. elektrisch oder pneumatisch)
gelüftet, d. h. beispielsweise beim Einschalten des Stro
mes in einer in axialer Richtung jenseits der Anker
scheibe vorgesehenen Bremsspule wird diese unter Überwin
dung der in gegenläufiger Richtung wirkenden Federkraft
aus der Bremslage herausgezogen. Bei fehlender Energiezu
fuhr (Abschalten des Stromes) drückt die Feder die Anker
platte gegen die Bremsscheibe und diese gegen das
Bremslagerschild, wodurch die Bremswirkung eintritt. Ein
solcher Bremsmotor ist beispielsweise in der deutschen
Auslegeschrift 13 03 888 beschrieben. In besonderen An
wendungsfällen, in denen der Sicherheitszustand der
Bremse in einer frei drehbaren Motorwelle besteht, kommt
eine zweite Bauart von Sicherheitsbremsen zum Einsatz,
bei denen der Wirkmechanismus umgekehrt verläuft. Diese
bremsen unter Energiezufuhr und lüften die Bremse durch
Federkraft bei fehlender Energiezufuhr.
Bremsmotoren sind im allgemeinen spezielle Motoren, die
zwar vielfach aus anderen Elektromotoren-Baureihen abge
leitet werden, deren Herstellung jedoch eine Reihe spe
zieller Teile erfordert. Insbesondere wird eine gegenüber
dem Normalmotor auf der Blindseite längere Welle verwen
det, welche soweit aus dem blindseitigen Motorlager her
ausragt, daß die Nabe der Bremsscheibe drehfest daran an
geschlossen wird und der Lüfter am Ende der Welle aufge
setzt werden kann.
Diese übliche Bauweise bedingt einen erheblichen logisti
schen Aufwand sowohl beim Hersteller als auch beim Ver
wender, weil jeweils zwei vollständige Motorbaureihen
vorrätig gehalten werden müssen. Versucht man dies da
durch zu vermeiden, daß der Normalmotor im Bedarfsfall
vom Verwender zu einem Bremsmotor umgebaut wird, so ge
schah dies bisher durch Austausch der Normalwelle durch
eine längere Bremsmotor-Spezialwelle. Der Austausch der
Welle einschließlich des Läufers ist jedoch ebenfalls mit
einem erheblichen Aufwand verbunden. Dieser Aufwand wurde
jedoch bisher für erforderlich gehalten, um das hohe
Drehmoment, welches zwischen einer elektrischen Maschine
und einem Hochlast-Anbauteil (wie beispielsweise einer
Sicherheitsbremse) übertragen werden muß, aufzunehmen,
dabei die erforderliche Sicherheit zu gewährleisten und
den Anschluß des Lüfters zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine frei wähl
bare Kombination von elektrischen Maschinen mit auf der
Blindseite anschließbaren Anbauteilen zu ermöglichen, von
denen eines ein Hochlast-Anbauteil, wie beispielsweise
eine Sicherheitsbremse und das zweite ein Niederlast-An
bauteil, wie beispielsweise ein Lüfter, ist. Dabei sollen
die sicherheitstechnischen Anforderungen, die an die Ver
bindung von Elektromotoren mit sicherheitsrelevanten
Hochlast-Anbauteilen zu stellen sind, in vollem Umfange
erfüllt sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Elek
tromaschinensystem, umfassend eine elektrische Maschine
mit einer rotierenden Welle, insbesondere einen Elektro
motor oder Generator, ein Hochlast-Anbauteil mit einer
Nabe, welche über eine Hochlastverbindung an die Welle
der elektrischen Maschine drehfest anschließbar ist, wo
bei die Hochlastverbindung mindestens das maximale Dreh
moment der elektrischen Maschine übertragen kann, und ein
Niederlast-Anbauteil, welches über eine Niederlast-Ver
bindung an die Welle der elektrischen Maschine drehfest
anschließbar ist, wobei das von der Niederlastverbindung
im Betrieb übertragene maximale Drehmoment niedriger als
das maximale Drehmoment der elektrischen Maschine ist,
bei welchem die Hochlastverbindung und die Niederlastver
bindung auf der gleichen, von der Arbeitsseite abgewand
ten Blindseite der elektrischen Maschine vorgesehen sind,
der über das blindseitige Lager hinausragende Stummel der
Welle zur Vorbereitung für eine formschlüssige Verbindung
zumindest auf einem Teil seiner Länge einen von der
Kreisform abweichenden Querschnitt hat und die Hochlast
verbindung eine auf das blindseitige Ende der Welle auf
schiebbare Mitnehmerhülse einschließt, welche innenseitig
eine zu dem Stummel der Welle zur Erzeugung einer form
schlüssigen drehfesten Verbindung mit dieser korrespon
dierende Formgebung hat und außenseitig drehfest mit dem
Hochlast-Anbauteil verbunden ist.
Die Erfindung richtet sich insbesondere auf Elektroma
schinensysteme mit einem Leistungsbereich zwischen 10 W
und 100 kW, welche in großen Serien hergestellt werden.
Das Hochlast-Anbauteil ist vorzugsweise eine Bremse, ins
besondere eine Sicherheitsbremse einer der vorstehend
erläuterten Bauarten. Diese befinden sich entweder ohne
Energiezufuhr durch Federkraft im Bremseingriff und
lüften durch Zufuhr von elektrischer, pneumatischer oder
mechanischer Energie oder der Wirkmechanismus bezüglich
der Energiezufuhr zum Bremsen und Lüften verläuft
umgekehrt. Ein weiterer wichtiger Anwendungsfall ist ein
Freilauf mit Rücklaufsperre, wie er beispielsweise bei
Förderbändern oder Steigförderern zur Anwendung kommt.
Die drehfeste Verbindung derartiger Hochlast-Anbauteile
mit der Welle der elektrischen Maschine muß mindestens
das maximale Drehmoment der Maschine übertragen können.
Eine Verbindung zwischen der Welle des Motors und der
Nabe des Hochlast-Anbauteils, die für die Übertragung
eines Drehmoments ausgelegt ist, welches mindestens dem
maximalen Drehmoment der elektrischen Maschine ent
spricht, wird als Hochlastverbindung bezeichnet.
Das Niederlast-Anbauteil weist ebenso wie das Hochlast-
Anbauteil ein drehendes Element auf, welches an die Welle
der elektrischen Maschine anschließbar ist. Vorzugsweise
ist es ein Lüfter. Wenn kein Hochlast-Anbauteil an die
elektrische Maschine angeschlossen ist, ist der Lüfter
(oder ein anderes Niederlast-Anbauteil wie beispielsweise
ein Tachogenerator oder Impulsgeber) vorzugsweise unmit
telbar oder mit kurzem axialen Abstand an den Wellenstum
mel der elektrischen Maschine angeschlossen. Wenn dagegen
ein Hochlast-Anbauteil an diesen angeschlossen ist, er
folgt der Anschluß des Niederlast-Anbauteils mit Hilfe
der Niederlastverbindung vorzugsweise über eine an den
blindseitigen Wellenstummel drehfest koaxial anschließ
bare Verlängerungswelle. Der Anschluß der Verlängerungs
welle kann beispielsweise indirekt durch drehfeste Befe
stigung an der Mitnehmerhülse der Hochlastverbindung er
folgen. Vorzugsweise weist das blindseitige Ende der
Welle der elektrischen Maschine eine axiale Bohrung auf,
in die die Verlängerungswelle mit einem an die Bohrung
adaptierten Ende als Steckwelle einsteckbar ist.
Nachfolgend wird einfachheitshalber, jedoch ohne Be
schränkung der Allgemeinheit, beispielhaft auf eine
Bremse als Hochlast-Anbauteil und einen Lüfter als Nie
derlast-Anbauteil Bezug genommen.
Ein wesentliches Element der Erfindung ist zusammengefaßt
darin zu sehen, daß der blindseitige Stummel der Motor
welle, welcher üblicherweise den Lüfter trägt, für die
gesamte Serie der elektrischen Maschinen im Sinne des Ge
samtsystems so vorbereitet ist, daß der Platz des Lüfters
durch den Mitnehmer der Hochlastverbindung eingenommen
werden kann. Die Motorwelle ist also als normale Motor
welle gestaltet, mit der Ausnahme, daß der über das
blindseitige Wellenlager hinausragende Wellenstummel für
eine formschlüssige Verbindung vorbereitet ist, die hin
sichtlich ihrer Konstruktion und Abmessungen geeignet
ist, eine formschlüssige Hochlastverbindung zu der Bremse
über eine auf schiebbare Mitnehmerhülse herzustellen.
Dabei kann im einfachsten Fall die Mitnehmerhülse
einstückig mit der Nabe des Hochlast-Anbauteils (im Falle
der Bremse mit der Nabe der Bremsscheibe) ausgebildet
sein. Vorzugsweise weist jedoch die Mitnehmerhülse
außenseitig zur Erzeugung einer drehfesten Verbindung zu
dem Hochlast-Anbauteil eine zu der Nabe des Hochlast-
Anbauteiles formschlüssig korrespondierende Formgebung
auf.
Durch die Erfindung ist es möglich, Hochlast-Anbauteile,
beispielsweise Sicherheitsbremsen, als Systemkomponenten
wahlweise und sehr einfach an einen Motor oder Generator
anzubauen, wobei die elektrische Maschine ohne nennens
werten Mehraufwand hierfür vorbereitet ist, aber auch
ohne das Hochlast-Anbauteil verwendet werden kann. Dabei
wird das hohe Drehmoment von dem entsprechend dimensio
nierten verhältnismäßig kurzen Stummel sicherheitstech
nisch einwandfrei und ohne daß den Betrieb des Elektroma
schinensystems beeinträchtigende Schwingungen oder Vibra
tionen entstehen, übertragen. Der Anschluß des Nieder
last-Anbauteils erfolgt über eine Wellenverlängerung, die
weder sicherheitsrelevant ist, noch hohe Drehmomente
übertragen muß. Das maximale Drehmoment, welches die
elektrische Maschine im Betrieb überträgt, ist jedenfalls
kleiner als das maximale Drehmoment, welches von der
elektrischen Maschine erzeugt werden kann. In der Regel
wird über die Niederlastverbindung höchstens ein Viertel
des maximalen Drehmomentes der elektrischen Maschine
übertragen.
Durch die Erfindung wird der weiter oben erwähnte logi
stische Aufwand beim Hersteller und beim Verwender für
die parallele Bereithaltung unterschiedlicher Motorvari
anten mit und ohne Sicherheitsbremse vermieden. Dies
führt insgesamt zu einer Kostenreduktion, wobei zusätz
lich zu berücksichtigen ist, daß die Bremsmotor-Spezial
welle ein verhältnismäßig langes und dünnes und deswegen
in vielen Fällen verhältnismäßig schwer herzustellendes
teueres Drehteil ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figu
ren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert; es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch die Blindseite eines
erfindungsgemäßen Elektromaschinensystems mit
Hochlast-Anbauteil und Niederlast-Anbauteil,
Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend Fig. 1 nur mit
Niederlast-Anbauteil,
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein nicht angebautes
Hochlast-Anbauteil.
Das in den Figuren dargestellte Elektromaschinensystem 1
besteht aus einer elektrischen Maschine 1a in Form eines
Elektromotors 3, einem Hochlast-Anbauteil 1b in Form ei
ner Bremse 4 und einem Niederlast-Anbauteil 1c in Form
eines Lüfters 54.
Von dem Motor 3 ist jeweils nur die Blindseite 2 darge
stellt, an der wahlweise und auswechselbar nur der Lüfter
54 (Fig. 2), nur die Bremse 4 oder die Bremse 4 und der
Lüfter 54 (Fig. 1) angebaut (adaptiert) werden können. Zu
diesem Zweck ist der über das blindseitige Lager 11 der
Welle 6 des Motors 3 hinausragende Stummel 14 der Motor
welle 6 für eine formschlüssige Verbindung mit einer Mit
nehmerhülse 7 vorbereitet, welche ihrerseits drehfest mit
einer Nabe 8 des Hochlast-Anbauteils 1b (hier der Brems
scheibe 21) verbunden ist.
Im dargestellten Fall weist der Stummel 14 eine achspa
rallele Paßfedernut 15 auf. Die Mitnehmerhülse 7 ist in
nenseitig mit einer korrespondierenden Paßfedernut 10
versehen.
Der Stummel 14, die Paßfeder 16 in Verbindung mit den Nu
ten 10 und 15 und die Mitnehmerhülse 7 bilden insgesamt
eine Hochlastverbindung 5 zwischen dem Motor 3 und der
Bremse 4 (Fig. 1). Dabei kann statt der Paßfeder-Konstruk
tion eine andere formschlüssige Verbindung verwendet wer
den, beispielsweise eine korrespondierende Längsverzah
nung auf der Außenseite des Stummels 14 und der Innen
seite der Mitnehmerhülse 7.
Wesentlich ist, daß der Stummel 14 am blindseitigen Ende
der Welle 6 hinsichtlich seiner Formgebung und Dimensio
nierung so vorbereitet ist, daß eine formschlüssige Ver
bindung zu der Nabe 8 des Hochlast-Anbauteiles möglich
ist, welche mindestens für die Übertragung des maximalen
Drehmomentes des Elektromotors 3 ausgelegt ist. Hinsicht
lich der Formgebung bedeutet dies, daß der Stummel 14 zu
mindest auf einem Teil seiner über das Lager 11 hinausra
genden Länge einen von der Kreisform abweichenden Quer
schnitt haben muß.
Wie in der Figur zu erkennen ist, liegt die Mitnehmer
hülse 7 mit ihrer ersten Stirnseite 17 am inneren Ring
des Lagers 11 und mit ihrer zweiten Stirnseite 18 an ei
nem zur axialen Fixierung der Mitnehmerhülse 7 angebrach
ten Sicherungsring 19 an.
Wie erwähnt, kann die Nabe 8 des Hochlast-Anbauteils 1b
mit der Mitnehmerhülse 7 fest verbunden sein. Bevorzugt
ist jedoch eine axial bewegliche drehfeste Verbindung
zwischen der Hülse 14 und der Nabe 8. Im dargestellten
Fall ist die Mitnehmerhülse 7 außenseitig auf einem Teil
ihrer Länge mit einer Außenverzahnung 20 versehen.
Korrespondierend zu der Außenverzahnung 20 der Mitnehmer
hülse 7 weist die Nabe 8 der Bremse 4 eine entsprechende
Innenverzahnung 23 auf, wodurch in Drehrichtung eine
formschlüssige Verbindung zwischen der Mitnehmerhülse 7
und der Bremsscheibe 21 besteht. In axialer Richtung ist
die Bremsscheibe 21 gegenüber der Mitnehmerhülse 7
verschiebbar.
Die Bremse 4 ist im dargestellten Fall eine Sicherheits-
Scheibenbremse, deren Bremsscheibe 21 über die Nabe 8 in
der beschriebenen Weise drehfest, jedoch axial beweglich
mit der Welle 6 verbindbar ist. Sie trägt beidseitig Be
läge 29, 30 und läuft zwischen zwei ringförmigen Reibungs
flächen, wobei die erste Reibungsfläche 28 auf einem
Bremsflächenteil 27 und die zweite Reibungsfläche 36 auf
einer Ankerscheibe 37 ausgebildet ist. Das Bremsflächen
teil 27 umgibt die Welle 6 rotationssymmetrisch und ist
zur Zentrierung an seiner Gehäusedeckelseite im Bereich
seiner Außenkante mit einem ringförmig umlaufenden, ge
genüber der Gehäusedeckelseite erhabenen Absatz 34 verse
hen. Dieser Absatz 34 umgreift die Stirnfläche 35 des Ge
häusedeckels 26. Das Bremsflächenteil 27 wird durch die
Schrauben 45 gegen den blindseitigen Gehäusedeckel 26 des
Elektromotors 3 gepreßt und kann durch eine nicht darge
stellte Verdrehsicherung zusätzlich gegen Verdrehung ge
sichert sein.
Gegenüber der dem Elektromotor 3 abgewandten zweiten
Stirnfläche 36 der Bremsscheibe 21 befindet sich eine
ebenfalls durch die Schrauben 45 gegen Drehbewegungen ge
sicherte ringförmige Ankerscheibe 37 zur Bremsung auf dem
zweiten Belag 38 der Bremsscheibe 21. Auf der von der
Bremsscheibe 21 abgewandten Fläche der Ankerscheibe 37
stützen sich Schraubenfedern 41 ab, die sich in Ausneh
mungen 42 eines die Welle 6 berührungslos umgebenden
Magnetspulengehäuses 43 der Bremse 4 befinden. Die
Schraubenfedern 41 weisen alle den gleichen Abstand von
der Drehachse der Welle 6 auf und sind gleichmäßig um die
Drehachse der Welle 6 verteilt. Mit einem ebenfalls
jeweils gleichen, aber größeren Abstand sind Magnetspulen
44 im Magnetspulengehäuse 43 um die Welle 6 angeordnet.
Das Magnetspulengehäuse 43 ist durch die konzentrisch um
die Welle 6 angeordneten Schrauben 45 mit dem Gehäuse
deckel 26 verspannt, deren Abstand von der Drehachse der
Welle 6 größer ist als der Radius der Bremsscheibe 21. Zu
diesem Zweck weist der Gehäusedeckel 26 als Aufnahme 46
für die Schrauben 45 Gewindebohrungen 47 auf. Das
Magnetspulengehäuse 43 ist am Bremsflächenteil 27 zen
triert und verläuft somit konzentrisch zu der Achse der
Welle 6.
Die Bremse 4 ist eine weitgehend in üblicher Weise kon
struierte Sicherheitsbremse, die im stromlosen Zustand
maximale Bremswirkung zeigt. Im ungebremsten Zustand lüf
ten die Magnetspulen 44 entgegen der Wirkrichtung der
Schraubenfedern 41 die Ankerscheibe 37 von der Brems
scheibe 21. Soll die Welle 6 abgebremst oder arretiert
werden, so wird die Stromzufuhr für die Magnetspulen 44
entsprechend der gewünschten Bremswirkung reduziert bzw.
abgeschaltet. Dies führt dazu, daß die Ankerscheibe 37
durch die Schraubenfedern 41 auf den zweiten Belag 30 der
Bremsscheibe 21 gedrückt wird. Gleichzeitig drückt da
durch die Bremsscheibe 21 mit ihrem ersten Belag 29 auf
das Bremsflächenteil 27. Somit wird die Bremsscheibe 21
und damit auch die Welle 6 an beiden Belägen 29, 38 abge
bremst.
Eine Besonderheit im Rahmen der Erfindung ist darin zu
sehen, daß die Reibungsfläche für den dem Motor 3 zuge
wandten Belag 28 entweder ein Bestandteil des blindseiti
gen Gehäusedeckels 26 ist oder an einem Teil vorgesehen
ist, welches in einfacher Weise drehfest an dem Ge
häusedeckel 26 befestigt werden kann. Im dargestellten
Fall ist der letztgenannte Weg gewählt. Die ringförmige
Reibungsfläche 28 wird von einer Oberfläche des auf dem
Deckel 26 drehfest gelagerten Bremsflächenteile 27
gebildet. Diese Konstruktion ist besonders in solchen
Fällen vorteilhaft, bei denen der Deckel 26 aus einem zur
Ausbildung einer Brems-Reibungsfläche 28 nicht geeigneten
Material (beispielsweise Aluminium) besteht oder
(beispielsweise aus hygienischen Gründen in der
Lebensmittelindustrie) besondere Anforderungen an das
Material der Reibungsfläche 28 zu stellen sind, was sich
leichter realisieren läßt, wenn der Deckel 26 und die
Bremsfläche 27 getrennte Teile sind.
Soweit solche Besonderheiten nicht zu beachten sind, kann
der blindseitige Gehäusedeckel 26 unmittelbar als Brems
lagerschild ausgebildet sein und zu diesem Zweck eine zu
der Welle 6 rotationssymmetrische ringförmige Reibungs
fläche für die Beläge der Bremsscheibe 21 aufweisen. In
diesem Fall entfällt die Trennung der Bauteile 27 und 26.
Um das Niederlast-Anbauteil 1c, d. h. im dargestellten
Fall den Lüfter 54, zusätzlich zu dem Hochlast-Anbauteil
1b (im dargestellten Fall der Bremse 4) an die Welle 6
anschließen zu können, weist die insgesamt mit 55 be
zeichnete Niederlastverbindung eine an das blindseitige
Ende 6a der Welle 6 drehfest koaxial anschließbare Ver
längerungswelle 51 zur Übertragung des Drehmoments auf
das Niederlast-Anbauteil 1c auf. Vorzugsweise ist zu die
sem Zweck das blindseitige Ende 6a der Welle 6 mit einer
axialen Bohrung 50 versehen und die Verlängerungswelle 51
ist eine an diese Bohrung 50 adaptierte drehfest in die
Bohrung 50 mit einem Einsteckteil 52a einsteckbare Steck
welle 52. Da die Verlängerungswelle 51 der Niederlastver
bindung 55 nur ein geringes Drehmoment übertragen muß,
ist der kraftschlüssige Paßsitz einer Steckwelle ausrei
chend.
Um an den Elektromotor weitere nicht dargestellte Nieder
lastanbauteile mittels einer weiteren Niederlastverbin
dung anschließen zu können, kann die Steckwelle 52 an
ihrem lüfterseitigen Ende eine Bohrung 49 entsprechend
der Bohrung 50 in dem Stummel 14 aufweisen, die in den
Fig. 1 und 3 mit Strichlinien angedeutet ist. In die
Bohrung 56 kann gegebenenfalls eine weitere Steckwelle
zur Übertragung der Drehbewegung auf ein oder mehrere
weitere Niederlastanbauteile eingesteckt werden.
Wie aus dem Vergleich der Fig. 1 und 2 zu ersehen ist,
ist der Lüfter 54 bei der dargestellten Ausführungsform
über zwei unterschiedliche Niederlastverbindungen an die
Welle 6 anschließbar. Im Falle der Fig. 2 (ohne Hochlast-
Anbauteil) sitzt seine Nabe 53 unmittelbar auf dem Stum
mel 14 der Welle 6, wobei sie innenseitig analog zu der
Innenseite der Mitnehmerhülse 7 gestaltet ist. Im
dargestellten Fall weist sie also eine der Nut 10 der
Hülse 7 entsprechende Paßfedernut 56 auf. In diesem Fall
dient also eine mit der Hochlastverbindung zwischen Motor
3 und Bremse 4 konstruktiv gleiche Verbindung als Nieder
lastverbindung für den Lüfter 54. Sie überträgt im Be
trieb aber nur ein geringes Drehmoment und entspricht
folglich der Definition einer Niederlastverbindung im
Sinne der Erfindung.
Wenn hingegen - wie in Fig. 1 dargestellt - an den gleichen
Motor ohne aufwendige Umbaumaßnahmen zusätzlich ein Hoch
last-Anbauteil 1b angeschlossen wird, wird eine andere
Niederlastverbindung verwendet, so daß die im erstgenann
ten Fall verwendete Verbindungsvariante für den Anschluß
des Hochlast-Anbauteils 1b verfügbar wird. Im dargestell
ten Fall ist dies die Steckverbindung 50, 52a.
Da über die Hochlastverbindung 5 das maximale Drehmoment
des Elektromotors 3 in die Bremse 4 eingeleitet werden
kann, muß die gesamte Konstruktion so ausgelegt sein, daß
sie den großen Belastungen standhält. Dazu gehört insbe
sondere, daß der Stummel 14 der Welle 6, der bei einer
Bremsung in erster Linie torsionsbeansprucht ist, be
stimmte Mindestanforderungen bezüglich des Durchmessers D
erfüllt. Dem Fachmann sind für die Bestimmung des Min
destdurchmessers unterschiedliche Berechnungsarten be
kannt.
Des weiteren sind die Schraubverbindungen zwischen dem
Magnetspulengehäuse 43 und dem Gehäusedeckel 26 sowie dem
Gehäusedeckel 26 und dem Gehäuse des Elektromotors 3 so
auszulegen, daß sie mit dem maximalen Motor-Drehmoment
belastbar sind.
Claims (10)
1. Elektromaschinensystem, umfassend
eine elektrische Maschine (1a) mit einer rotierenden Welle (6), insbesondere einen Elektromotor (3) oder Generator,
ein Hochlast-Anbauteil (1b) mit einer Nabe (8), wel che über eine Hochlastverbindung (5) an die Welle (6) der elektrischen Maschine (1a) drehfest anschließbar ist, wobei die Hochlastverbindung (5) mindestens das maximale Drehmoment der elektrischen Maschine (1a) übertragen kann, und
ein Niederlast-Anbauteil (1c), welches über eine Nie derlast-Verbindung (55) an die Welle (6) der elek trischen Maschine (3) drehfest anschließbar ist, wo bei das von der Niederlastverbindung (55) im Betrieb übertragene maximale Drehmoment niedriger als das ma ximale Drehmoment der elektrischen Maschine (1a) ist, bei welchem
die Hochlastverbindung (5) und die Niederlastverbin dung (55) auf der gleichen, von der Arbeitsseite ab gewandten Blindseite (2) der elektrischen Maschine vorgesehen sind,
der über das blindseitige Lager (11) hinausragende Stummel (14) der Welle (6) zur Vorbereitung für eine formschlüssige Verbindung zumindest auf einem Teil seiner Länge einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt hat und
die Hochlastverbindung (5) eine auf das blindseitige Ende der Welle (6) aufschiebbare Mitnehmerhülse (7) einschließt, welche innenseitig eine zu dem Stummel (14) der Welle (6) zur Erzeugung einer formschlüssi gen drehfesten Verbindung mit dieser korrespondie rende Formgebung hat und außenseitig drehfest mit der Nabe (8) des Hochlast-Anbauteils (1b) verbunden ist.
eine elektrische Maschine (1a) mit einer rotierenden Welle (6), insbesondere einen Elektromotor (3) oder Generator,
ein Hochlast-Anbauteil (1b) mit einer Nabe (8), wel che über eine Hochlastverbindung (5) an die Welle (6) der elektrischen Maschine (1a) drehfest anschließbar ist, wobei die Hochlastverbindung (5) mindestens das maximale Drehmoment der elektrischen Maschine (1a) übertragen kann, und
ein Niederlast-Anbauteil (1c), welches über eine Nie derlast-Verbindung (55) an die Welle (6) der elek trischen Maschine (3) drehfest anschließbar ist, wo bei das von der Niederlastverbindung (55) im Betrieb übertragene maximale Drehmoment niedriger als das ma ximale Drehmoment der elektrischen Maschine (1a) ist, bei welchem
die Hochlastverbindung (5) und die Niederlastverbin dung (55) auf der gleichen, von der Arbeitsseite ab gewandten Blindseite (2) der elektrischen Maschine vorgesehen sind,
der über das blindseitige Lager (11) hinausragende Stummel (14) der Welle (6) zur Vorbereitung für eine formschlüssige Verbindung zumindest auf einem Teil seiner Länge einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt hat und
die Hochlastverbindung (5) eine auf das blindseitige Ende der Welle (6) aufschiebbare Mitnehmerhülse (7) einschließt, welche innenseitig eine zu dem Stummel (14) der Welle (6) zur Erzeugung einer formschlüssi gen drehfesten Verbindung mit dieser korrespondie rende Formgebung hat und außenseitig drehfest mit der Nabe (8) des Hochlast-Anbauteils (1b) verbunden ist.
2. Elektromaschinensystem nach Anspruch 1, bei welchem
die Mitnehmerhülse (7) zur Erzeugung der drehfesten
Verbindung (5) zu dem Hochlast-Anbauteil (1b) außen
seitig eine zu der Nabe (8) des Hochlast-Anbauteils
(1b) formschlüssig korrespondierte Formgebung hat.
3. Elektromaschinensystem nach Anspruch 1 oder 2, bei
welchem das Hochlast-Anbauteil (1b) eine Bremse (4)
ist.
4. Elektromaschinensystem nach Anspruch 3, bei welchem
die Bremse (4) eine Sicherheitsbremse ist.
5. Elektromaschinensystem nach Anspruch 3 oder 4, bei
welchem der blindseitige Gehäusedeckel (26) der elek
trischen Maschine als Bremslagerschild mit einer pla
nen, zu der Welle (6) der elektrischen Maschine rota
tionssymmetrischen ringförmigen Reibungsfläche (28)
für die Beläge (29) einer Bremsscheibe (21) ausgebil
det ist.
6. Elektromaschinensystem nach Anspruch 3 oder 4, wel
ches ein Bremsflächenteil (27) mit einer ringförmigen
Reibungsfläche (28) für die Beläge (29, 30) einer
Bremsscheibe (21) einschließt, wobei der blindseitige
Gehäusedeckel (26) der elektrischen Maschine mit ei
ner Aufnahme (46) zur drehfesten Lagerung des Brems
flächenteils (27) in einer solchen Position versehen
ist, daß die ringförmige Reibungsfläche (28) die
Welle (6) der elektrischen Maschine rotationssymme
trisch umgibt.
7. Elektromaschinensystem nach Anspruch 1, bei welchem
das Hochlast-Anbauteil (1b) ein Freilauf mit Rück
lauf sperre ist.
8. Elektromaschinensystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei welchem die Niederlastverbindung (55)
eine an das blindseitige Ende der Welle (6) drehfest
koaxial anschließbare Verlängerungswelle (51) zur
Übertragung des Drehmoments auf das Niederlast-Anbau
teil aufweist.
9. Elektromaschinensystem nach Anspruch 8, bei welchem
das blindseitige Ende der Welle (6) der elektrischen
Maschine eine axiale Bohrung (50) aufweist und die
Verlängerungswelle (51) eine an die Bohrung (50)
adaptierte in diese drehfest einsteckbare Steckwelle
(52) ist.
10. Elektromaschinensystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei welchem zum Anschließen des Nieder
last-Anbauteils (1c) zwei unterschiedliche Varianten
der Niederlastverbindung (10, 56, 16; 50, 52a) vorgesehen
sind, von denen die erste (10, 56, 16) in Einsatzfällen
verwendbar ist, bei denen kein Hochlast-Anbauteil
(1b) angeschlossen ist, und die zweite (50, 52a) in
Einsatzfällen verwendbar ist, bei denen ein Hochlast-
Anbauteil (1b) angeschlossen ist.
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