DE573733C - Senkrecht gelagerter Elektromotor fuer hohe Geschwindigkeiten, dessen neigbar gelagerte Laeuferwelle waehrend des Betriebes infolge der durch die Pendelungen verursachtenVeraenderungen der Luftspaltlaenge elektromagnetisch stabilisiert wird - Google Patents
Senkrecht gelagerter Elektromotor fuer hohe Geschwindigkeiten, dessen neigbar gelagerte Laeuferwelle waehrend des Betriebes infolge der durch die Pendelungen verursachtenVeraenderungen der Luftspaltlaenge elektromagnetisch stabilisiert wirdInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
- H02K7/16—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans for operation above the critical speed of vibration of the rotating parts
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- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
Die vorliegende. Erfindung betrifft einen senkrecht gelagerten Elektromotor für hohe
Geschwindigkeiten, wie solche insbesondere zum Einzelantrieb für Spinnspindeln, Spinntopfe
für künstliche Seide u. dgl. Anwendung finden. Da bei solchen Motoren die Läuferwelle
neigbar gelagert ist, können beim Betrieb infolge von Wuchtfehlern oder exzentrischer
Belastung Pendelerscheinungen auftreten, die man bereits durch verschiedenartige
mechanische und auch elektrische Mittel zu vermeiden versucht hat.
Bei bekannten Elektromotoren mit neigbar gelagerter senkrechter Läuferwelle ist sowohl
der' Anker als auch der ihm gegenüberliegende Teil des Ständers kugelhaubenartig
ausgebildet, wobei die Kugelhauben des Ständers und Läufers den gleichen Mittelpunkt
besitzen, so daß sich also bei einer Nei-
ao gung der Läuferwelle aus ihrer Mittelachse keine unmittelbare Veränderung des senkrechten
Abstandes zwischen Ständer und Läufer ergeben kann, obwohl eine gewisse Stabiliserung der Läuferwelle in ihrer Mittelachse
durch die elektromagnetischen Kräfte zwischen Ständer und Läufer erzielt wird. Da sich bei diesen bekannten Elektromotoren
der Läufer zum Teil aus dem Bereiche des Ständerkraftfeldes bewegen konnte, erfolgte
an den Rändern zwischen Ständer und Läufer eine Verzerrung des Kraftlinienfeldes, die
man im ganz allgemeinen Sinn als eine Luftspaltveränderung bezeichnen kann, da sich die
Luftspaltlänge in seitlicher Richtung verschiebt.
Gemäß vorliegender Erfindung wird nun die bei den bekannten Maschinen als Begleiterscheinung
eintretende elektromagnetische Dämpfung der Pendelbewegungen des Läufers gegenüber dem Ständer bewußt dazu be^-
nutzt, die Pendelungen der neigbar gelagerten ' ■
Läuferwelle in noch stärkerem Maße zu dämpfen, als dies bei den bekannten Vorrichtungen
der Fall sein kann, und zu diesem
*) Von dem Patetitsucher sind als die Erfinder angegeben worden:
V. Panoif in Le Perreux, Seine, und T. Bethenod in Paris,
Zweck wird die Luftspaltlänge in senkrechter Richtung zu den einander gegenüberliegenden
Flächen des Ständers und Läufers geändert; es erfolgt also schon bei geringen M eigungen
der Läuferwelle eine sehr wirksame Änderung des KraftfLusses, da die Luftspaltlänge in
senkrechtem Abstand zwischen Ständer und Läufer geändert wird.
Es sind nun allerdings bereits Maschinen ίο mit neigbar gelagerter Läuferwelle bekanntgeworden,
bei welchen sich der Luftspalt auch in senkrechter Richtung zwischen Ständer und Läufer ändert, jedoch versuchte man bei
diesen älteren Vorschlägen den dadurch entstehenden Kraftflußänderungen durch mechanische
Mittel entgegenzuwirken, während gemäß vorliegender Erfindung die KraftfLußänderungen
gerade bewußt zur Dämpfung der mechanischen Pendelungen der neigbar geao lagerten senkrechten Läuferwelle benutzt
werden.
Die Änderung der Luftspaltlänge in senkrechter Richtung zu den einander gegenüberliegenden
Flächen des Ständers und Läufers as erfolgt am wirksamsten, wenn der Luftspalt
zwischen Ständer und Läufer ehen und senkrecht zur Rotationsachse verläuft, da in
diesem Fall bei geringsten Pendelungen eine verhältnismäßig kräftige Dämpfung erreicht
wird.
Die Anordnung eines senkrecht zur Läuferwelle verlaufenden ebenen Luftspaltes ist zwar
an sich bekannt, jedoch nur bei Maschinen, bei denen die Läuferwelle nicht neigbar gelagert
ist, so daß bei diesen bekannten Maschinen die erwähnte Maßnahme nicht zu dem erfindungsgemäß
erreichten Zweck Anwendung findet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung veranschaulicht, welche
einen axialen Querschnitt durch einen Motor zeigt, der als asynchroner Induktionsmotor
mit Kurzschlußanker ausgebildet ist und der
z. B. als Einzelantrieb für Spinnspindeln dienen kann.
Der Motor besitzt ein Gehäuse A, an dessen oberem Teil der Ständer C befestigt ist, der
aus weichem Eisen oder dünnen, spiralförmig aufgeschichteten Eisenblechen besteht; die
Wicklung D ist in radialen Nuten des Ständers eingebettet. Durch die Schraubenmutter E
wird der Ständer mit dem Gehäuse A verbunden, und eine weitere Schraubenmutter F verbindet
den Motor mit einem Festpunkt. In dem Gehäuse .4 ist mit leichtem Spiel
eine Stahlhülse B gelagert, deren oberer Teil ein Lager (z. B. Kugel- oder Rollenlager)
trägt und deren unterer Teil ein Stützlager besitzt. Die aus gehärtetem Stahl bestehende
Spindel G kann sich frei in dieser Stahlhülse drehen; sie wird von dem Rollenlager geführt
und sitzt mit ihrem unteren Ende in dem Stützlager auf. Diese Spindel kann daher
auch eine gewisse Neigung annehmen, .deren Größe im Höchstfalle so viel beträgt,
wie dem Spiel zwischen dem Gehäuse^ und der Hülse B entspricht. Die Spindel trägt
unmittelbar oberhalb des Ständers C einen scheibenförmigen Läufer H, der ebenso wie
der Ständer aus Weicheisen oder spiralförmig übereinandergeschichteten dünnen Eisenblechen
besteht. Der Läufer besitzt einen Käfig / aus Kupfer oder einem anderen geeigneten
Metall; die Stangen des Käfigs sind in radial verlaufenden waagerechten Nuten der Scheibe gelagert und in der Mitte und am
Außenrand mit den Kurzschlußringen K verbunden. Der Läufer ist auf die Spindel G
aufgekeilt, und zwar in einer solchen Höhenlage, daß der Abstand zwischen der unteren
Fläche des Läufers und der Oberseite des Ständers einem gegebenen Luftspalt entspricht.
Das hülsenförmige Traglager B ist, wie bereits erwähnt wurde, mit einem Spiel,
in dem Gehäuse gelagert und wird durch eine in Höhe der Mutter £ angeordnete Nase L
verhindert, sich zu drehen. Die Hülse ist daher frei in dem Gehäuse und gestattet
eine gewisse Winkelverstellung des Läufers relativ zum Ständer. Das Gehäuse^ ist mit go
Schmieröl gefüllt, und der Ölzylinder, welcher beim Betrieb der Maschine in dem freien
Ramm zwischen dem Gehäuse und der Hülse infolge der Rührbewegung der Hülse hochsteigt,
bildet ein Gegendrucksystem, welches bestrebt ist, den Läufer in die Motorachse zurückzuführen.
Die Arbeitsweise des neuen Motors in Hinsicht auf die selbsttätige Gleichgewichtseinstellung
ist nun wie folgt:
Wenn der rotierendeTeilnicht ausgewuchtet ist, d, h. wenn sein Schwerpunkt sich nicht in
der geometrischen Achse des drehbaren Systems befindet, so muß, wenn die Nachteile
der von den Wuchtfehlern herrührenden unausgeglichenen Zentrifugalkräfte vermieden
werden sollen, die Möglichkeit vorhanden sein, daß die Rotationsachse durch den Schwerpunkt- gehen kann.
Um dies zu ermöglichen, ist das Spiel zwischen der Hülse!? und dem Gehäuse^ so
gewählt, daß selbst bei den größten Unbalancen — gleichgültig, ob sie vom Läufer
selbst oder von seiner Last (Spinnspulen, Spinntöpfe u. dgl.) herrühren — die Läuferwelle
mit der HülseB im Gehäuse eitlen Kegel beschreiben kann, dessen Achse eben mit der
Rotationsachse zusammenfällt und durch den Schwerpunkt des rotierenden Teiles geht, wobei die Hülse an der Drehbewegung des Lau-
fers um seine Achse nicht teilnimmt.
Diese Verstellung der Hülse erfolgt in ein-
fächer Weise durch die Kreiselwirkung des Systems, die durch das Schmieröl unterstützt
wird, so daß im normalen Betrieb keinerlei Resonanzerscheinungen auftreten können.
Beim Anlassen dagegen und besonders beim Durchlaufen von kritischen Geschwindigkeiten von niedriger Drehzahl kann die Kreiselwirkung noch zu schwach sein, um die Fliehkräfte zu überwinden. In diesem Fall kann
Beim Anlassen dagegen und besonders beim Durchlaufen von kritischen Geschwindigkeiten von niedriger Drehzahl kann die Kreiselwirkung noch zu schwach sein, um die Fliehkräfte zu überwinden. In diesem Fall kann
ίο die Verstellung des Läufers mit seiner Last
größer als der Abstand zwischen dem Schwerpunkt und der geometrischen Achse werden.
Durch das Zusammendrängen des Öls und unter der Kreiselwirkung wird dann der Läufer kräftig zurückgedrängt, so daß er
wieder in seine Gleichgewichtslage, d. h. die Lage, in der die Rotationsachse durch den
Schwerpunkt geht, zurückkommt. Da aber in diesem Punkte die Fliehkräfte verschwinden
und die Kreiselwirkung am schwächsten ist, wird die aufgespeicherte Energie das Bestreben
haben, den rotierenden Teil noch weiter in die entgegengesetzte Richtung zu verschieben
bis zu dem Grenzpunkt hin, wo der Ölwiderstand und die Kreiselwirkung groß genug sind, um die Hülse zurückzuschleudern,
so daß auf diese Weise Pendelerscheinungen hervorgerufen werden können. Die Dämpfung
dieser Pendelungen setzt nun infolge der besonderen Anordnung, welche für den" Luftspalt
getroffen ist, selbstständig ein. Da der Luftspalt flach verläuft, ändert sich der Spaltabstand
mit der Neigung des Läufers zum Ständer, und die magnetische Anziehungskraft wird an der Stelle am größten, an der
der Luftspalt am kleinsten ist. Wenn der Läufer, nachdem er seine Gleichgewichtslage
verlassen hat, durch den Druck des Öls und durch die Kreiselwirkung des umlaufenden
Systems wieder in die Ausgangslage zurückgedrängt wird, so wirkt dieser auf mechanischem
Wege verursachten Pendelbewegung die damit erzwungene Änderung des Kraftfeldes im Luftspalt entgegen. Je schneller die
Winkelverstellung erfolgt, desto kräftiger ist die elektromagnetische Dämpfung, jedoch
ohne daß diese ihren außerordentlich sanft wirkenden dämpfenden Einfluß verliert. Die
Dämpfung der Pendelungen vollzieht sich auf diese Weise selbsttätig, und der Motor arbeitet
genau so, als wenn alle Teile völlig ausgewuchtet wären.
Die konstruktiven Angaben über den Motor nach der Abbildung sind als Beispiel gegeben,
und gleichwertige Einrichtungen können natürlich angewandt werden.
Claims (2)
1. Senkrecht gelagerter Elektromotor für hohe Geschwindigkeiten, dessen neigbar
gelagerte Läuferwelle während des Betriebes infolge der 'durch die Pendelun-
• gen verursachten Veränderungen der Luftspaltlänge elektromagnetisch stabilisiert
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftspaltlänge in senkrechter Richtung
zu den einander gegenüberliegenden Flächen des Ständers und Läufers geändert
wird.
2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferwelle
(G) in einer Hülse (B), die zusam-
- men mit der Welle in einer am Ständer
fest angeordneten weiteren Hülse (A) neigbar ist, gelagert ist und daß der
Zwischenraum zwischen der festen Hülse (A) des Ständers und der neigbaren
Hülse (B) des Läufers mit öl gefüllt ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR573733X | 1929-05-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE573733C true DE573733C (de) | 1933-04-05 |
Family
ID=8952207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1930573733D Expired DE573733C (de) | 1929-05-31 | 1930-04-29 | Senkrecht gelagerter Elektromotor fuer hohe Geschwindigkeiten, dessen neigbar gelagerte Laeuferwelle waehrend des Betriebes infolge der durch die Pendelungen verursachtenVeraenderungen der Luftspaltlaenge elektromagnetisch stabilisiert wird |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE573733C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE968017C (de) * | 1952-07-09 | 1958-01-02 | Kugelfischer G Schaefer & Co | Spinn- oder Zwirnspindel |
DE1131573B (de) * | 1959-03-13 | 1962-06-14 | Hensel Eisenwerk | Reibungskupplung fuer den Antrieb von Spinn- oder Zwirnspindeln |
-
1930
- 1930-04-29 DE DE1930573733D patent/DE573733C/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE968017C (de) * | 1952-07-09 | 1958-01-02 | Kugelfischer G Schaefer & Co | Spinn- oder Zwirnspindel |
DE1131573B (de) * | 1959-03-13 | 1962-06-14 | Hensel Eisenwerk | Reibungskupplung fuer den Antrieb von Spinn- oder Zwirnspindeln |
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