DE6937824U

DE6937824U - Schutzeinrichtung.

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Publication number: DE6937824U
Application number: DE6937824U
Authority: DE
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1969-09-27
Filing date: 1969-09-27
Publication date: 1977-08-18

Description

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Papst-Motoren KG 21.4.197/ /

7742 St.Georgen/Schw. DT-114G ,'

Schutzeinrichtung y Die Neuerung betrifft eine Schutzeinrichtung für Kleinilifter.

Die Zuverlässigkeit der Belüftung elektronischer Anlagen kann in Sonderfällen von außerordentlicher Bedeutung sein. Es gibt aber noch andere elektromotorische Kleiriantriebe als Lüfter, wo ein abnormales Verhalten des Elektromotors unverzüglich weitere Schritte erfordert.

Gerade bei Kleinlüftern bzw. Kleinst--Motoren ist die Wattaufnahme bei Nennbetrieb und bei Kurzschluß, d. h. bei angshaltenem Rotor, meist viel zu wenig unterschiedlich, um eine genügende Schutzmaßnahme davon herleiten zu können. Bekannterweise hilft man sich in manchen Fällen mit thermischen Schutzelementen, welche bei stehendem Rotor infolge stärkerer Erwärmung bei einer gewissen Übertemperatür, beispielsweise bei 120 % der Nennbetriebs-Temperatur, ansprechen, und welche in Gütetoleranzklassen von z, B. + 3 $ (Solche Elemente sind erheblich teuer); + 6 $; + 10 ^ vertrieben werden. Bis zum Erreichen dieses Ansprechwertes würde jedoch oft unzulässig viel Zeit verstreichen. Außerdem würden Thermoelemente z. B. nicht ansprechen, wenn der Lüfter durch Kontaktunterbrechung ausfiele.

Zur Sicherung elektronischer Anlagen sind deshalb Strb'mungsdruckschalter odor sogenannte Windschaltei· bekannt geworden, welche bei Ausfall des Strömungsdrucks in einer belüfteten Kiektronikkammer ansprechen. Da bei unterschiedlicher Bestückung einer Anlage die Strümnngsverhältnisse jedoch sehr unterschiedlich sein können, eben ίο bei verschiedenen Lüftor-Fabrikaten,

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ebenso bei unterschiedlicher Positionierung der Strömutigsdruckschaltelemente im G°häuse - und weil man unmittelbar nach Lüfterausfall die gekühlte Anlage abschalten will ergeben sich von daher in der Praxis Schwierigkeiten.

Der vorliegenden Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Scnutz-bzw. überwachungseinrichtung zu finden, welche schnell und zuverlässig ohne die obeη beschriebenen Nachteile auf einfache Weise weitere Sicherheitsmaßnahmen nach Lüfterausfall sofort bewirkt bzw. veranlassen kann.

Die Aufgabe wird neuerungsgemäß dem Kennzeichen einer der Ansprüche 1 bis 5 gelöst.

Neuerungsgemäß wird deshalb ein polarisierter Magnetring auf der Welle oder am Rotor (z.B. an der Gehäusebuchse) angeordnet, welcher in einer z.B. konzentrisch innerhalb des Wirkelkopfes angeordneten Wicklung eine drehzahl proportionale Spannung induziert (Fig. 1).

Diese Maßnahme kann auch bei einem Inneläufermotor angewendet werden.

Weiter neuerungsgemäß wird vorgeschlagen, ein magnetfeldsensitives Geberelement im Gehäuse so anzuordnen, daß die in der Nähe sich bei Lauf vorbeibeweganden ferromagnetisehen Teile des Rotors (beispielsweise die vorbei I aufenden weichragnetischen Eisenflügel des Ventilatorlaufrades) in ihm eine drehzahl proportionale Induktionsschwankung, d.h. eine solche Spannung induzieren.

Eine andere Ausgestaltung der Neuerung sieht mehrere Permanentmagnete bzw. Weicheisenstücke vor, welche an der offenen Seite

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des Außenläufergehäuses angebracht sind und in axialer Hiathtung vorstehen, und denen die zugehörigem Induktionsspulen mit den anderen Teilen der Inductionssysteme (z. B* im Flanach

geeenüber/
boden)/angeordnet sind (Figur k ).

Gegen Exze-itrii'.itätsfehler werden z. B. zwei solcher Elemente symmetrisch am Umfang verteilt« Dies *Lst besonders vorteilhaft für die Lösung im ersteren Fall,, wo die feldsensitiven Elemente radial außen im Ventilatorgeheuse sitzen.

Eine andere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, einen Tacho-Generator auf der Außenseite des Motors, z. B. am Lüfterflansch, anzubringen, wodurch in einer im allgemeinen nicht gewünschten Weise sich die Einbautiefe des Xüfters erhöht. Die Weile greift in diesem FaI] durch den Flanschboden hindurch und trägt das z. B. aufgeklebte oder auf die Welle geklemmte Magnetpolrad, um welches sich die zu indusiierende Erregerwicklung Konzentrisch oder symmetrisch(unter Umständen auch unsymmetrisch)herumbaut(Figur 5)· Dless Ausführung hat Hen Vorteil, daß der Generator als zusätzliche Anbaueinheit wahlweise sogar noch nachträglich anwendbar ist; als solche kann er mit Kunststoffgehäuse ausgeführt sein.

Eine weitere vorteilhafte Variante des Erfindungsgegenstandes ist, die tachogeneratorische Spannung aus einer separaten Hilfswicklung abzunehmen, die in den Ständerwicklungsnuten liegt, und einen dazu entsprechenden, vorzugsweise hochpolig magnetischen Ring am Rotor vorzusehen.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung, vor allem an Hand von Außenläufei motoren.

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Fig. 1 zeigt zwei Ausführungsbeispiele mit einem jeweils im Motorinnern des Axiallüfters angeordneten Tacho-Oenerator; auf der linken Seite hat der' letztere einen konventionellen zylindrischen Luftspalt'; auf der rechten Seite ist der Tacho-Generator mit axialem Luftspalt versehen.

Fig. 2, 3 zeigen ein Induktionselement (±m Lüftergehäuse), in dem durch die rotierenden ferromagnetischen Lüfterblätter eine drehzahlproportionale Spannung entsteht.

Fig. k zeigt ein Außenläufergehäuse mit an der offenen Seite angebrachten Permanentmagneten oder weichmagnetischen Teilen, die auf ein (etwa im Flansch angebrachtes) induzierendes Element wirken. Im oberen Teil der Zeichnung wird ein Wirbelstromläufergehäuse gezeigt; im unteren Teil ein Käfiggehäuse.

Fig. .5 zeigt an der F^anschseite eine Anbau-Tachogenerator-Einheit. .

Fig. 1 zeigt den Ausschnitt aus einem Axiallüfter mit einem Außenkäfigläufer I₁ Rotornabe oder Wellenbuchse 2, Welle 3, welcher links über ein unmagnetisches Zwischenstück h, beispielsweise aus Messing, einen in Umfangsrichtung abwechselnd (vorzugsweise hochpolig) polarisierten Permanentmagnetring als Polrad trägt, der in die mit Wicklung 6 versehene Klauenpolanordnung 7 hinein eine drehzahlproportionale Spannung induziert. ' Diese Ausführung ist vor allem bei einer Drehstromwicklung, wo über den ganzen Umfang der Wickelkopf ohne Unterbrechung vorhanden ist, gedacht.

Die rechte Schnitthälfte der Fig. 1 zeigt einen Tachogenerator mit axialem Luftspalt, der (an der dem induzierenden Luftspalt 8 zugewandten Seite$) mit abwechselnden Polen % magnetisiert ist und in die Klauenpolanordnung 10 mit Wicklung 11 hinein drehzahlproportional induziert. Die Generator-Zuführung 12 wird in diesem Ausführungsbeispiel in einer Wicklungs-

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lücke mit der Motorwicklungszuführung 13 gemeinsam herausgeführt; es handelt sich in diesem Fall z.B. um eine Spaltpolwicklung mit ι ausgeprägten Polen.

In Fig. 2 wird im Axialschnitt durch die Ecke und in Fig. 3 in Außenansicht auf die Ecke hin eine Generatorausführung mit einem bewickelten Permanentmagneten 15 gea'eigt, dessen Kreis bei im Lauf sich vorbeibewegenden ferromagnetischen Flügelblättern 17 sich s-eha* verstärkt, d. h. vorübergehend fast schließt. Dadurch entsteht eine induzierte Spannungsimpulsfolge, deren arithmetischer Mittelwert bei Gleichrichtung damit auch drehzahlabhängig ist. Entsprechend der Schrägung der Lüfterblätter 17 wird das magnetfeidintensive_s induzierende Element 1^ parallel zur Flügelkante, d. h. schräg gesetzt, so daß sich bei Lauf möglichst große InduktionsSchwankungen und damit eine möglichst wirksame Regelspannung einstellen. Das Lüftergehäuse 18 ist evtl. nur an Stelle der . beiden Pole 19· 20 des magnetischen Kreises des Induktionselements durchbrochen.

Dieses Induktionselement kann auch in Kunststoff gefaßt als separate, wahlweise einbaubare Spannungsgebereinheit 1U ausgeführt sein. (Fig. 3).

In besonderen Fällen kann man zwei einander gegenüberliegende oder mehrere, symmetrisch verteilte Induktionseinheiten vorsehen, vor allem um dieExzentrizität des LUfterrades auszugleichen, indem diese in geeigneter Weise zusammengeschaltet werden.

Fig. k zeigt eine Ausführung bei einem Auße.iläufer-Motor, bei welchem an der offenen Seite der Gehäuseglocke aus Unwuchtgründen vorzugsweise mehrere, symmetrisch über den Umfang varteilte, in axialer Richtung hervorstehende, ferromagnetische 2x1, bzw. permanentmagnetisch«? 22 Teile angebracht sind, welche in Induktionsspulen 23 im Flansch 2k an der in axialer Richtung

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gegenüberliegenden Stelle 25 mit permanentmagnetischen 31 , Lz weichmagnetischen 32 Teilen eine Spannung beim Vorbeibewegen induzieren. In der oberen Schnitthälfte wird die Ausführung mit Wirbelstromläufergehäuse 26 gezeigt} in der unteren Hälfte mit Käfiggehäuse 27 mit Blechpaket 28,' wobei a,n offenen Stirnring in eingegossene Aussparungen 30 die tachogeneratorischen Teile durch Eindrücken beispielsweise befestigt sind.

Pig. 5 zeigt das Ausführungsbeispiel eines äußeren Tachogenerators 33 auf der Flanschseite, wobei die Welle 3 durch den Flansch 2h greift, als Änbaueinheit. Der Tauhogenerator-Zusatz 33 mit Wicklung 6 und ineinandergreifenden Klauenpolen 7 wird auf einfache Weise durch Einstecken des Gehäuses 31 mittels der mit radial federnden, in axialer Richtung einzeln vorstehenden Zungen 35» deren Nasen 36 in im Flanschansatz 37 entsprechend angeordnete Vertiefungen 38 greifen, gehalten. Das Magnetpolrad 5 wird mittels Lehre in zum induzierenden Sytem richtiger axialer Stellung, z. B. durch Kleben justiert, wodurch in einfacher Weise sogar die ungünstigste Aufsummierung der axialen Toleranzen unschädlich gemacht würde^ · . /-

Während Tachogeneratoren für Regelzvecke bekannt sind,' wird durch die Neuerung ..· ein einfacher, raumsparender, nicht extra zu montierender Übervachungsschutz realisiert, der außerdem die

bekannter/ eingangs beschriebenen Nachteile der/Schutzeinrichtungen fur Elektroniklüfter- und -Anlagen nicht aufweist.

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Claims

Papst-Motoren KG 21.4.197Z 7742 St.Georgen/Schw. DT-114G Schutzansprüche

1. Schutzeinrichtung für einen elektro-mot.orisch angetriebenen Kleinlüfter, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer tachogeneratorischen, von der Lüfterdrehzahl abhängigen Spannung ein polarisierter Magnetring (5) am Rotor⁴" angeordnet ist, welcher in einer statorseitigen Generatorwicklung eine Spannung

induziert. ' +, . ^. . . .

. des Antriebsmotors

2. Schutzeinrichtung für einen elektromotorisch angetriebenen Kleinlüfter, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer tachogeneratorischen, von der Lüfterdrehzahl abhängigen Spannung ein magnetfeldempfindliches Induktionselement (14) im Lüftergehäuse (18) so angeordnet ist, daß durch die in der Nähe sich bei Lauf vorbeibewegenden ferromagnetischen Rotorteile in ihm eine Induktionsschwankung d.h.Spannung induziert wird.

3. Schutzeinrichtung für einen elektromotorisch angetriebenen Kleinlüfter, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer tachogeneratorischen, von der Lüfterdrehzahl abhängigen Spannung bei einem Außenläufermotor an der offenen Seite der Gehäuseglocke (26; 27» 28) ein Permanentmagnet (22) angeordnet ist, welcher in axialer Richtung so vorsteht, daß bei Lauf in das q:· gegenüberstehend angeordnete zugehörige Induktionselement (32 bzw, 31) eine Spannung induziert wird.

4. Schutzeinrichtung für einen elektromotorisch angetriebenen . Kleinlüfter, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer tachogeneratorischen,. von, der Lüfter drehzahl abhäjigi gen ,Span.T,,,, nung bei einem Außenläufermotor an 6er offenen Seite der Gehäuseglocke (26; 27, 28) mehrere, in axialer Richtung hervorstehende, über den Umfang symmetrisch verteilte, ferromagnetische Teile (21) so angeordnet sind, daß bei Lauf in das gegenüberstehend angeordnete zugehörige Induktionselement (32 bzw. 31) eine Spannung induziert wird.

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5. Schutzeinrichtung für einen elektromotorisch angetriebenen I Kleinlüfter, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer

I tachogeneratorischen, von der Lüfterdrehzahl abhängigen Span

\. nung außerhalb des Motors ein Tachogenerator (33) als Anbau-

i" einheit angeordnet ist.

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6. Schutzeinrichtung für einen elektromotorisch angetriebenen

j> Kleinlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

(^ der Magnetring auf der Rotorwelle (3) angeordnet ist,

I

7. Schutzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzei iinet,

I daß der Magnetring innerhalb des Wickel kopfes angeordnet, ist.

I

8. Schutzeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1, 5,

I 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tachogenerator (5, 6, 7)

I auf der motorabseitigen Außenseite des Lüfterflansches (24)

1 angeordnet ist.

9. Schutzeinrichtg.nach Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anb»ueinheit des Tachogenerators axial vorstehende, symmetrisch über dem Umfang verteilte, radial federnde Teile (35* 36) aufweist, mit denen der Tachogenerator auf einfache Weise durch Einstecken in entsprechend geformte Vertiefungen (38) im Flansch (37) eingesteckt und damit befestigt wird.

10. Schutzeinrichtungna,ch Anspruch 1, dadu'rch gekennzeichnet, daß die Spannung aus einer separaten Hilfswicklung am Stator er-

• zeugt wird.

11. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 und folgenden, insbesondere nach den Ansprüchen 2 „ 3» 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Induktionselemente, vorzugsweise verteilt, dem Rotor gegenüber angeordnet sind.

12. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß ein hochpolig magnetisierter Ring als Polrad innen oder außen am _{Rotor e}i_n__oder aufgesetzt ist.

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13. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Induktionselement (14) in einer Befestigungsecke des Lüftergehäuses an geordnet ist.

14. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 2, 11, 13, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere die vorbei 1 aufenden, weichmagnetischen Eisenflügel (17) des Ventilatorlaufrades die Spannung induzieren.

15. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 3. 4, 11, 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Induktionselement (31, 32) im Flansch des Motors angeordnet ist.

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