-
Die vorliegende Erfindung betrifft
eine richtungsabhängige
Antriebskupplung zwischen dem Läufer
eines Synchronmotors mit Permanentmagneten und der Arbeitspartie.
-
Es ist bekannt, dass Synchronmotoren
mit Permanentmagneten bidirektional sind, d. h. beim Anschalten
kann der Läufer
gleichermaßen
veranlasst werden, sich im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn
zu drehen.
-
Das hängt von der Anordnung der Polaritäten des
Läufers
in Bezug auf das magnetische Feld ab, das sich zwischen den Polen
der Ständerpackung
ausbildet, wenn die Induktorwicklung mit Wechselstrom gespeist wird.
-
Obwohl das beim Antrieb von Kreiselpumpen
mit radialen Radschaufeln kein Problem ist, wird es zu einer beträchtlichen
Beschränkung
für Kreiselpumpen
und für
Umwälzer,
die eine besondere Gestaltung der Radschaufeln und deshalb eine
einzelne Drehrichtung des Pumpenrads aufweisen.
-
Das ist eines der Hauptprobleme im
Bereich von Zentrifugen, die Motoren mit Permanentmagneten verwenden,
und verschiedene elektrische und mechanische Vorrichtungen sind
bisher vorgeschlagen worden.
-
Unter diesen ist die in
EP 148 343 beschriebene Motorpumpeneinheit
besonders bedeutend.
-
Diese Motorpumpeneinheit besitzt
einen kastenartigen Körper
mit einem elektrischen Synchronmotor mit Permanentmagneten, dessen
Läufer innerhalb
einer im Wesentlichen schalenförmigen
koaxialen Ummantelung im Spalt angeordnet ist.
-
Der Läufer trägt an einem Ende ein Pumpenrad,
dessen Nabe koaxial in der Ummantelung liegt.
-
Eine Zwischenhülse, die durch den Läufer angetrieben
wird, ist zwischen dem Pumpenrad einerseits und dem entsprechenden
Endbereich des Läufers
andererseits angeordnet.
-
Die Zwischenhülse umfasst wenigstens einen
Nocken, der radial nach außen
hervorsteht; ein Mitnehmer arbeitet mit dem Nocken an der inneren Oberfläche der
Nabe zusammen und steht am Lauf des Nockens radial hervor.
-
Der Mitnehmer ist Teil einer flexiblen
Bremslasche, die in der Nabe ausgebildet ist.
-
Wenn der Nocken des Zwischenelements auf
den Mitnehmer der Nabe trifft, biegt sich die Lasche um und legt
sich an die Ummantelung an, die den Läufer beinhaltet, wodurch die
Drehung blockiert wird.
-
Die Nabe ist auch mit wenigstens
einem Zahn versehen, der radial nach innen ragt und mit dem der
Nocken durch Drehung in entgegengesetzter Richtung bezüglich zur
oben erwähnten
in Berührung
kommt, wodurch es in Drehung versetzt wird und das mit dem Läufer starre
Pumpenrad dreht.
-
Diese Motorpumpe erfordert präzises Kalibrieren
in den Bereichen des Kontakts zwischen dem Nocken und dem Mitnehmer,
der Teil der flexiblen Bremslasche ist, um Verklemmen zu verhindern.
-
Die Wahl des Materials, das die flexible
Lasche und den Mitnehmer aufbaut, hängt mit der Wahl des Materials
des Pumpenrads zusammen, mit dem es monolithisch ist, da es Teil
der Nabe ist.
-
Das Kunststoffmaterial, welches das
Pumpenrad aufbaut, muss natürlich,
ungeachtet dessen, dass es eine bestimmte Elastizität aufweist, überwiegend
starr sein und demgemäß ist die
notwendige Elastizität
der flexiblen Lasche das Ergebnis eines Kompromisses.
-
Die Tatsache, dass größtenteils
starre Kunststoffmaterialien verwendet werden, hat auch die unvermeidliche
Konsequenz eines gesteigerten Lärms, verursacht
durch Aufschlägen
zwischen den Komponenten beim Anfahren.
-
Eine andere Vorrichtung zum Herstellen
richtungsabhängiger
Drehungen, welche in diesem Fall nicht mit dem Problem von elektrischen
Motoren mit Permanentmagneten zusammenhängt, ist aus GB 361 656 bekannt,
bei der eine Antriebswelle zwei wechselseitig sich diametral gegenüber liegende
Nocken trägt,
welche an der Welle befestigt sind und welche in einer Drehrichtung
in entsprechende Sperrklinken eingreifen, die in Bereichen drehbar
gelagert sind, die zu den Nocken peripher sind und entsprechende
Blöcke
trägt,
die nahe der zylindrischen Wand eines anzutreibenden Teils angeordnet
sind.
-
Die Nocken haben eine runde äußere Oberfläche, während die
Blöcke
eine exzentrische runde innere Oberfläche aufweisen, welche nahe
der Oberfläche
der Nocken angeordnet ist.
-
Demgemäß veranlasst eine Drehbewegung in
der einen Richtung die Nocken, sich starr an die Sperrklinken anzukoppeln,
während
sie bei Drehung in der entgegengesetzten Richtung eine Drehung der Blöcke bezüglich der
entsprechenden Drehpunkte erzeugt und sie gegen die zylindrische
Wand in Eingriff bringt.
-
In diesem Fall besteht immer noch,
obwohl bezüglich
EP 148 343 die flexiblen
Elemente durch drehbar gelagerte Elemente ersetzt wurden, die absolute
Notwendigkeit einer perfekten Einstellung der Geometrie der verschiedenen
Teile, welche eine bestimmte Steifheit aufweisen müssen.
-
Das Ziel der vorliegenden Erfindung
ist, eine richtungsabhängige
Antriebskupplung zwischen dem Läufer
eines Synchronmotors mit Permanentmagneten und der Arbeitspartie
bereitzustellen, welche die oben erwähnten Nachteile bei herkömmlichen
Typen beseitigt.
-
Im Rahmen dieses Ziels ist es eine
folgerichtige erste Aufgabe, eine richtungsabhängige Antriebskupplung bereitzustellen,
die nicht von irgend einem Problem bei der Wahl der Materialien
bezüglich
des Läufers
und/oder der Arbeitspartie beeinflusst wird.
-
Eine andere wichtige Aufgabe ist
es, eine richtungsabhängige
Antriebskupplung bereitzustellen, die eine angemessene Erwiderung
auf die Dynamik des Anlaufens aufweist, so dass Anlaufen in der gewählten Richtung
unverzüglich
erfolgt.
-
Eine andere wichtige Aufgabe ist
es, eine richtungsabhängige
Antriebskupplung bereitzustellen, bei der Anlauf-Auftreff-Lärm vermindert
ist.
-
Eine andere Aufgabe ist es, eine
richtungsabhängige
Antriebskupplung bereitzustellen, welche es erlaubt, durch Verwendung
der gleichen Komponenten und das nur im Zusammenbau-Verfahren arbeitet,
die Drehrichtung nach Belieben zu ändern.
-
Eine andere Aufgabe ist es, eine
richtungsabhängige
Antriebskupplung bereitzustellen, welche einen besonders einfachen
Aufbau und Zusammenbau aufweist,
-
Eine andere Aufgabe ist es, eine
richtungsabhängige
Antriebskupplung bereitzustellen, die sowohl für Arbeitspartien wie etwa Pumpenräder für Kreiselpumpen
verwendet werden kann, als auch für Arbeitspartien wie etwa das
Flügelrad
von Umwälzern,
d. h. mit Belastungen, die beträchtlich
unterschiedliche Trägheiten
aufweisen.
-
Dieses Ziel, diese Aufgaben und andere,
die im Folgenden ersichtlich werden, werden durch eine erfindungsgemäße richtungsabhängige Antriebskupplung
erreicht bzw. gelöst,
welche die Merkmale aufweist, die in Patentanspruch 1 dargelegt
werden.
-
Weitere Charakteristika und Vorteile
der Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung von zwei
Ausführungsbeispielen
davon ersichtlich werden, die durch nicht beschränkende Beispiele in der angefügten Zeichnung
veranschaulicht sind, wobei:
-
1 eine
perspektivische Teilansicht eines elektrischen Motors mit Permanentmagneten
ist, an dessen Läufer
eine erfindungsgemäße richtungsabhängige Antriebskupplung
angekoppelt ist;
-
2 eine
Explosionsansicht des Aufbaus des Läufers und der Antriebskupplung
bezüglich 1 ist;
-
3 ist
eine Querschnittansicht der Antriebskupplung;
-
4 ist
eine Explosionsansicht des gesamten Motors von 1;
-
5 ist
eine Querschnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Antriebskupplung;
-
6 ist
eine Längsschnittansicht
des Ausführungsbeispiels
von 5;
-
7 ist
eine Längsschnittansicht
eines zweiten elektrischen Motors mit Permanentmagneten, der mit
einem zweiten Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Antriebskupplung
ausgestattet ist;
-
8 ist
eine Schnittansicht des Läuferteils alleine,
genommen entlang der Ebene VIII-VIII von 7;
-
9 ist
eine Explosionsansicht der Komponenten des Aufbaus von 8;
-
10 ist
eine Explosionsansicht des Aufbaus des Läufers und eines dritten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Antriebskupplung;
-
11 ist
eine Schnittansicht, genommen entlang einer Längsebene des Läufers und
der Kupplung von 10;
-
12 ist
eine Schnittansicht, genommen entlang der Querebene XII-XII von 11.
-
Mit Bezug auf die oben beschriebenen 1 bis 4 veranschaulichen die Figuren einen
elektrischen Motor mit Permanentmagneten, welcher allgemein durch
die Bezugsziffer 10 bezeichnet wird und der vom Typ ist,
der per se in der italienischen Patentanmeldung Nr. PD97A000124
beschrieben ist, die am 12. Juni 1997 im Namen des gleichen Anmelders eingereicht
wurde.
-
Insbesondere umfasst der elektrische
Motor 10 einen Ständer 11,
eine Schichtpackung 12 mit Windungen 13 und einem
Läufer 14,
der zwischen zwei Polen 15, die durch die Schichtpackung 12 ausgebildet
wird, angeordnet ist.
-
Der Läufer 14 ist aus einem
ringförmigen
zylindrischen Permanentmagneten 16 aufgebaut, auf dem ein
Kunststoffelement 17 übergeformt
ist; das Kunststoffelement bildet eine innere Angel 17a und Endflansche 17b.
-
Der Läufer 14 ist deshalb,
als ganzes, zylindrisch mit einer axialen Aushöhlung 18, in der eine Welle 19 eingesetzt
ist; der Läufer 14 kann
sich frei um die Welle 19 drehen.
-
Die Welle 19 ist umgekehrt
mit einer Trägerstruktur
verbunden, allgemein durch die Bezugsziffer 20 bezeichnet,
welche in diesem Fall aus drei komplementären Elementen zusammengesetzt
ist, bezeichnet durch die Bezugsziffern 21, 22 bzw. 23,
die koaxial angeordnet und mittels Schrauben verbunden sind, die
nicht veranschaulicht sind.
-
Die Trägerstruktur umschließt den Zusammenbau,
der aus den Polen 15, dem Läufer 14 und der Welle 19 aufgebaut
wird, welcher es der Welle in jedem Fall erlaubt, mit einem Ende 19a hervorzustehen,
an den eine zu drehende Arbeitspartie starr angekoppelt ist. Die
Arbeitspartie wird in gestrichelten Linien gezeigt und durch die
Bezugsziffer 24 bezeichnet und kann beispielsweise durch
ein Flügelrad
eines Umwälzers
aufgebaut sein.
-
Der Läufer 14 ist im Inneren
eines hermetischen Gehäuses
angeordnet, allgemein durch die Bezugsziffer 25 bezeichnet,
das starr an die Welle 19 angekoppelt ist und das aus einem
schalenförmigem Element 26 und
einem hermetischen Verschluss 27 zusammengesetzt ist.
-
Der Verschluss ist in einem diametrisch
weiteren Abschnitt des schalenförmigen
Elements 26 angeordnet und ist mit Radschaufeln 28 versehen, welcher
als eine Turbine für
eine Flüssigkeit
wirkt, die in dem hermetischen Gehäuse 25, in dem der
Läufer 14 angeordnet
ist, enthalten ist.
-
Ein geflügeltes Schaufelrad 29,
welches in diesem Fall als eine Pumpe wirkt, liegt den Radschaufeln 28 des
Verschlusses 27 im weiteren Teil des hermetischen Gehäuses 25 gegenüber und
ist mit dem Läufer 14 mittels
einer erfindungsgemäßen richtungsabhängigen Antriebskupplung
gekoppelt, die in den Figuren allgemein durch die Bezugsziffer 30 bezeichnet
wird.
-
Die Kupplung 30 umfasst
wenigstens einen ersten Antriebszahn 31 und eine innen
hohle Angel 32; beide sind monolithisch mit dem entsprechenden Flansch 17b des
Läufers 14,
von dem sie axial hervorstehen, und der Zahn ist exzentrisch (d.
h. er ist in Bezug auf die Welle 19 des Läufers 14 radial
versetzt).
-
Ein ringförmiges Element 33,
das aus einem Elastomer wie etwa Gummi gefertigt ist, ist so angeordnet,
dass es die Angel 32 umgibt und einer seiner Randabschnitte
an einem radialen inneren Abschnitt des ersten Zahns 31 anliegt.
-
Zwei radiale Mitnehmer, bezeichnet
durch die Bezugsziffern 34 bzw. 35, stehen vom
ringförmigen
Element 33 ab und sind an den Enden des ersten Zahns 31 angeordnet.
-
Wenigstens ein freitragendes Element 36 steht
von einem der radialen Mitnehmer 34, 35 ab, in diesem
Fall insbesondere der Mitnehmer, der durch die Bezugsziffer 34 bezeichnet
ist, und ist peripher nahe der zylindrischen Wand des schalenförmigen Elements 26,
deren Gestalt es teilweise folgt.
-
Insbesondere weist das Profil des
freitragenden Elements 36 einen runden Abschnitt 37 auf,
der tatsächlich
an der Wand des schalenförmigen
Elements 26 anliegt, und einen geraden Abschnitt 38, der
eine keilförmige
Gestalt ergibt.
-
Das freitragende Element 36 bildet,
zusammen mit dem ringförmigen
Element 33, mit dem es monolithisch ist, einen hohlen Bereich 39,
in dem wenigstens ein zweiter Zahn 40 teilweise eindringen kann.
Der zweite Zahn 40 steht in Bezug auf die Welle 19 exzentrisch
vom geflügelten
Schaufelrad 29 ab.
-
Der relative Weg, in einer Drehrichtung,
zwischen dem zweiten Zahn 40 und dem freitragenden Element 36 veranlasst
den zweiten Zahn es radial nach außen zu drücken, gegen die zylindrische Wand
des schalenförmigen
Elements 26 biegend und seine Bewegung blockierend.
-
Für
Drehungen in der umgekehrten Richtung, die beim Anfahren durch die
ursprüngliche
Orientierung des magnetischen Feldes oder durch seine Umkehrung
nach einem Versuch in der entgegengesetzten Richtung kombiniert
mit dem Rückpralleffekt, der
durch das elastomere Material erzeugt wird, liegt der zweite Zahn 40 gegen
den radialen Mitnehmer 35 auf und wirkt deshalb mit dem
ersten Zahn 31 zusammen, wodurch er zur Drehung gebracht
wird.
-
Demgemäß tritt Blockieren für versuchte Drehungen
in einer Richtung auf, während
Freiheit in der entgegengesetzten Richtung erlaubt ist.
-
Über
einen bestimmten Abschnitt einer kompletten Drehung, etwa 180°, ist der
Läufer 14 von
der durch das geflügelte
Schaufelrad 29 aufgebauten Last losgelöst und kann deshalb frei starten,
bevor das Schaufelrad drehend angetrieben wird.
-
Das Schaufelrad 29 bildet
zusammen mit den Radschaufeln 28 eine Viskosekupplung,
bei der das Schaufelrad kinetische Energie an die im Gehäuse 25 enthaltene
Flüssigkeit
nur in der Richtung abgibt, in der sich der Läufer 14 dreht.
-
Die kinetische Energie wird durch
die Form der Radschaufeln der Meridiankanäle des Schaufelrads 29 in
Druckenergie (Kopf) umgewandelt.
-
Die Arbeitsflüssigkeit, die sich in den Radschaufelkanälen des
Schaufelrads 29 bewegt hat, beginnt in die Kanäle des Schaufelrads 28 des
Verschlusses 27 zu zirkulieren, welches demgemäß beginnt,
sich zu drehen.
-
Damit wird die Arbeitspartie 24 in
Drehung versetzt.
-
Die Viskosekupplung, kombiniert mit
der Antriebskupplung 30, gewährleistet das richtungsabhängige Anlaufen
des Motors unter Bedingungen, die voll mit denen eines Asynchronmotors
vergleichbar sind.
-
An diesem Punkt sollte betont werden,
mit Bezug auf das, was bisher durch den Stand der Technik bereitgestellt
worden ist, dass das Element, das richtungsabhängige Bewegung liefert (das
ringförmige
Element 33 mit radialen Mitnehmern 34 und 35 und
einem freitragenden Element 36), ein unabhängiger Teil
ist, der nicht mit den anderen Teilen der Kupplung zusammenhängt.
-
Ein erster Effekt davon ist eine
Vereinfachung der Produktionsmatrize, aber insbesondere erlaubt
dies, das Element bereitzustellen, welches das am besten angepasste
Material hinsichtlich mechanischer Kennwerte und Aufschlagdämpfung verwendet,
um niedrige Lärmpegel
zu erhalten.
-
Diese Unabhängigkeit macht den Zusammenbau
weniger abhängig
von einer korrekten Einstellung der Geometrien, da es lediglich
notwendig ist, bei Kontakt zwischen den Teilen, eine Komponente
der radialen Kraft zu erhalten, die das freitragende Element 36 veranlasst,
sich nach außen
zu biegen.
-
Die Bereitstellung des Elements,
das die richtungsabhängige
Bewegung durch Verwendung eines Elastomers, wie etwa Gummi, bestimmt,
erlaubt es, den hohen Reibungskoeffizienten von Gummi auszunutzen,
um ein anfängliches
schnelles und leises Blockieren zu gewährleisten, oder es erlaubt es,
nach Belieben den Grad der Verformung des freitragenden Elements 36 in
einer einfachen Weise zu bestimmen, durch Einwirken auf die Härte des
Materials oder auf die Geometrie der Teile, ohne Gefahr von Verklemmen
des Systems, dabei angemessene Anlauferwiderungen zu erreichen.
-
Es sollte auch darauf hingewiesen
werden, dass der radiale Mitnehmer 35 im Fall einer korrekten Drehrichtung
beim Anlaufen als ein Stoßabsorber und
deshalb als ein Lärmdämpfungselement
wirkt.
-
Es ist desweiteren besonders wichtig,
dass das ringförmige
Element 33 gleichermaßen
mit den radialen Mitnehmern 34 und 35 auf einer
der Seiten des ersten Zahns 31 eingesetzt werden; das erlaubt es,
die Drehrichtung einfach durch Ändern
der Orientierung zu entscheiden, mit der es zusammengebaut wird.
-
Die Gestaltung der Last (beispielsweise
die Krümmung
der Radschaufel eines Schaufelrads) muss natürlich angemessen sein.
-
Es sollte auch erwähnt werden,
dass die Kupplung keine Gelenkteile besitzt, die leicht einem durch
das Ablagern von Schmutz verursachten Verklemmen unterworfen sind.
-
Nun Bezug nehmend auf die oben erwähnten 5 und 6, deckt bei einem abweichenden Ausführungsbeispiel
der Kupplung der erste Zahn, nun durch die Bezugsziffer 31a bezeichnet,
einen Winkel ab, der kleiner ist als der winklige Raum zwischen den
radialen Mitnehmern, nun durch die Bezugsziffern 34a und 35a bezeichnet,
des ringförmigen
Elements, das nun durch die Bezugsziffer 33a bezeichnet
wird.
-
Das ringförmige Element ist zwischen
den Mitnehmern 34a und 35a mit einem Lappen 37a versehen,
der einen halbkreisförmigen
Querschnitt besitzt und der in einer komplementär gestalteten Hohlkehle 38a des
ersten Zahns 31a eingesetzt ist, mit dem er in Berührung kommt.
-
Beim Anlaufen, bevor der erste Zahn 31a den
Mitnehmer 35a berührt
und vor dem sich daraus ergebenden Antrieb, besteht deshalb bei
relativer Bewegung ein Reibungseffekt zwischen dem Lappen 37a und
der Hohlkehle 38a, der folglich den Berührungsaufprall dämpft.
-
Reibung kann natürlich auch durch einfache Wirkung
an der Grenzfläche
zwischen dem ringförmigen
Element 33a und der darin angeordneten Angel, die nun durch
die Bezugsziffer 32a bezeichnet wird.
-
Nun wird unter Bezugnahme auf die
oben beschriebenen 7 bis 9 ein elektrischer Motor
mit Permanentmagneten vom vorher beschriebenen Typ veranschaulicht,
der mit einem Pumpenrad einer Kreiselpumpe verbunden ist.
-
Im einzelnen ist der Läufer 110 mit
Permanentmagnet im Innern einer röhrenförmigen Kammer 111 (Gehäuse) angeordnet,
die im Spalt zwischen zwei durch eine Schichtpackung 111a,
welche mit Wicklungen verbunden ist (nicht gezeigt), gebildeten Polen
angeordnet ist, und kann sich in Bezug auf die Welle 112,
die axial an der Kammer befestigt ist, frei drehen.
-
Der Läufer 110 ist aus einem
ringförmigen Permanentmagneten 113 und
aus einem aus Kunststoff gefertigten übergeformten Element 114 zusammengesetzt,
das eine innere Angel 114a und Endflansche 114b bildet.
-
Eine erfindungsgemäße richtungsabhängige Antriebskupplung,
allgemein durch die Bezugsziffer 116 in einem zweiten Ausführungsbeispiel
bezeichnet, ist zwischen dem Läufer 110 und
dem geflügelten
Schaufelrad 115 angeordnet, das die Arbeitspartie ausbaut.
-
Im Einzelnen trägt das Flügelrad 115, das eine
Nabe 117 besitzt, die an die Verlängerung 118 der inneren
Angel 114a des Läufers 110 angepasst ist,
in Anbetracht dessen es sich in jedem Fall frei drehen kann, ein
ringförmiges
Element 119, das starr mit der Nabe 117 gekoppelt
ist und das vom gleichen Typ ist, wie das vorher genannte Element 33.
Ein erster Zahn 120 steht radial vom ringförmigen Element 119 ab
und umgekehrt starr (monolithisch) mit einem freitragenden Element 121 verbunden,
d. h. mit einem Element, das am Rand nahe der zylindrischen Wand
der röhrenförmigen Kammer 111 liegt,
deren Gestalt es teilweise folgt und das ein im Wesentlichen keilförmiges freies
Ende besitzt.
-
Ein hohler Bereich 122 ist
zwischen dem freitragenden Element 121 und dem ringförmigen elastomeren
Element 119 ausgebildet.
-
Was wiederum das ringförmige Element 119 betrifft,
so ist es mit Einkerbungen 123 versehen, die komplementär sind zu
Einkerbungen 124 der Nabe 117, um die Nabe starr
drehend anzukoppeln.
-
Das ringförmige Element 119 ist
auch mit axialen Aushöhlungen 125 versehen,
die Sitze zum Positionieren erhabener Abschnitte 126 der
Nabe 117 bilden, um es korrekt zu positionieren und axial
zu fixieren.
-
Die Antriebskupplung 116 umfasst
auch einen zweiten Zahn 127, der von einem entsprechenden
Flansch 114b des übergeformten
Elements 114 des Läufers 110 absteht
und so angeordnet ist, dass sein Lauf in einer Richtung veranlasst,
mit dem ersten Zahn 120 in Berührung zu kommen, wodurch sie sich
dreht. In der entgegengesetzten Richtung veranlasst der Lauf des
zweiten Zahns in Berühung
mit dem freitragenden Element 121 zu kommen, teilweise
in den hohlen Bereich 122 eindringend, einen radialen Schub
nach außen
verursachend, der es gegen die zylindrische Wand der Kammer 111 biegt, wodurch
sie blockiert wird.
-
Es sollte in diesem Fall angemerkt
werden, dass das freitragende Element 121 starr an der
Arbeitspartie angekoppelt ist, abweichend vom vorhergehenden Fall,
bei dem es starr an den Läufer
gekoppelt war.
-
In der Praxis hat das zweite Ausführungsbeispiel
auch die gleichen Vorteile gezeigt, die vorher für das erste Ausführungsbeispiel
erwähnt
wurden, mit Ausnahme der Tatsache, dass es in diesem Fall aufgrund
des besonderen Aufbaus der Kupplung nicht möglich ist, während des
Zusammenbaus die Drehrichtung zu ändern.
-
Bezug nehmend auf die 10, 11 und 12 ist
ein Läufer 210 aus
einem Permanentmagneten 211 zusammengesetzt, der eine zylindrische
ringförmige
Struktur aufweist und an dem ein Kunststoffelement 212 übergeformt
ist, das eine innere Angel 212a und an den Enden Flansche 213 bildet.
-
Demgemäß weist der Läufer als
ganzes eine zylindrische Struktur mit einem axialen Loch 214 auf, in
dem eine Welle 215 eingesetzt ist; der Läufer 210 kann
sich in Bezug auf die Welle 215 frei drehen.
-
Die Welle 215 weist ein
freies Ende 215a auf, das vom Läufer 210 absteht und
mit dem eine Arbeitspartie starr verbunden ist, wie im Folgenden
ersichtlich werden wird.
-
Eine richtungsabhängige Antriebskupplung, in
diesem Fall in einem dritten Ausführungsbeispiel durch die Bezugsziffer 216 in
den vorher genannten Figuren bezeichnet, ist zwischen dem Läufer 210 und der
Arbeitspartie angeordnet.
-
Die Kupplung 216 umfasst
einen ersten Antriebszahn 217, der monolithisch hinsichtlich
des Flansches 213 des Läufers 210 parallel
zur Welle 215 in einer radial exzentrischen Position, d.
h. hinsichtlich der Welle 215 versetzt, absteht.
-
Eine gebogene Lasche 218 steht
monolithisch vom Flansch 213 von einer Position ab, die
im Wesentlichen um einen rechten Winkel bezüglich dem ersten Zahn 217 gedreht
ist; die Lasche verläuft parallel
zur Welle 215 und wirkt als eine Verlängerung der äußeren Struktur
des Läufers 210.
-
Ein Körper 219 ist auf der
Welle 215 unmittelbar am freien Ende 215a übergeformt,
besitzt eine zylindrische Struktur und wird axial von der Welle 215 durchquert.
-
Der Körper 219 besitzt an
der Seite, die zum Läufer 210 gerichtet
ist, eine ringförmige
Verlängerung 220,
die axial liegt und einen kleineren Durchmesser aufweist und ebenso
mit einer starren Kupplung durch einen entsprechende Abschnitt der
Welle 215 durchquert wird.
-
Ein zweiter Zahn 221 steht
vom Körper 219 ab,
verläuft
parallel zur ringförmigen
Verlängerung 220 und
ist exzentrisch in einer radialen Position, d. h. bezüglich der
Welle 215 des Läufers 220 versetzt, angeordnet.
-
Der äußere Lauf, der durch den zweiten Zahn 221 infolge
der Drehung der Welle 215 und des Körpers 219, der daran
starr gekoppelt ist, abgedeckt wird, behindert insbesondere nicht
die gebogene Lasche 218, die starr an den Läufer 210 gekoppelt
ist.
-
Die Antriebskupplung 216 umfasst
ein ringförmiges
Element 222, das aus einem elastomeren Material wie etwa
Gummi gefertigt ist, umgibt in zusammengebautem Zustand die Verlängerung 220 und
besitzt insbesondere einen ersten radialen Mitnehmer 223 und
einen zweiten radialen Mitnehmer 224, die an den Enden
des zweiten Zahnes 221 angeordnet sind.
-
Ein freitragendes Element 232 steht
insbesondere vom zweiten radialen Mitnehmer 224 ab und liegt
am Rand nahe der zylindrischen Wand, schematisch durch die Bezugsziffer 233 bezeichnet,
eines Gehäuses
des Läufers 210.
-
Während
der Hauptteil, der außen
vom ersten radialen Mitnehmer 223 eingenommen wird, nicht die
gebogene Lasche 218 behindert, die im Wesentlichen die
Verlängerung
der äußeren Struktur
des Läufers 210 ist
und nicht mit der zylindrischen Wand des Gehäuses, schematisch durch die
gestrichelte Linie 233 gezeigt, zusammenstößt, erweitert
sich auf diese Art und Weise die Gesamtgestalt des zweiten Mitnehmers 224,
gebildet durch das freitragende Element 232, beginnend
vom Bereich unmittelbar am zweiten Zahn 221 bis er mit
der Wand 233 des Gehäuses
zusammenstößt.
-
Das freie Ende 215a der
Welle 215, das starr an die Arbeitspartie gekoppelt ist,
das beispielsweise durch das geflügelte Schaufelrad eines wegen
Vereinfachung nicht in den Figuren gezeigten Umwälzers aufgebaut wird, wird
durch ein schalenförmiges Element 226 getragen,
an dessen Boden sich ein Loch befindet, das durch das freie Ende 215a durchquert
wird.
-
Ein Längslager 227, das
die axialen Vibrationen absorbiert, und ein Gleitlager, durch die
Bezugsziffer 228 bezeichnet und vom per se bekannten Typ, sind
innerhalb des schalenförmigen
Trägerelements 226 angeordnet.
-
Wenn der Läufer 210 beginnt,
werden der erste Antriebszahn 217 und die gebogene Lasche 218 umgedreht,
zusammen mit dem Flansch 213, der starr mit dem Läufer 210 gekoppelt
ist, in einer Richtung, die von der ursprünglichen Orientierung des magnetischen
Feldes abhängt.
-
Wenn die Drehrichtung derart ist,
dass der erste Antriebszahn 217 zum Aufliegen auf den ersten radialen
Mitnehmer 223 gebracht wird, wird auch der zweite Zahn 221 direkt
angetrieben, der tatsächlich zwischen
dem ersten radialen Mitnehmer 223 und dem zweiten radialen
Mitnehmer 224 eingeschlossen ist, wodurch sich der Körper 219 ebenso
dreht und demgemäß sich die
Welle 215 dreht, an dem die Arbeitspartie angeschlossen
ist.
-
Die gebogene Lasche 218 wird
tatsächlich zwischen
dem zweiten radialen Mitnehmer 224 und der zylindrischen
Wand 223 des Gehäuses
eingekeilt, gerade vor dem Kontakt zwischen dem ersten Zahn 217 und
dem ersten Mitnehmer 223, wodurch das freitragende Element 222 von
ihr weg bewegt wird, um so Kontakte und folgende Reibung zu verhindern.
-
Anders herum, wenn die Drehrichtung
des ersten Zahns 217 derart ist, dass er zum Aufliegen auf
dem zweiten radialen Mitnehmer 224 kommt, wird der Mitnehmer
folglich einem Schub nach außen
unterworfen, der das freitragende Element 232 gegen die
zylindrische Wand 233 des Gehäuses weitet, wodurch eine beträchtliche
Reibung zwischen den sich bewegenden Teilen infolge des großen Reibungskoeffizienten
des ringförmigen
Elements 222 erzeugt wird, das aus einem Elastomer gefertigt
wurde.
-
Es ist bemerkenswert, dass auf Grund
der Struktur der Kupplung 216, wenn die Drehrichtung nicht
die beabsichtigte ist, das Ergebnis eine schnelle und meistens leise
Geschwindigkeitsverminderung und Blockierwirkung ist.
-
Es ist auch bemerkenswert, dass wenn
der erste radiale Mitnehmer 223, der vom ersten Zahn 217 angestoßen wird,
den zweiten Zahn 221 entsprechend mit dreht, er eine stoßabsorbierende
Funktion ausübt,
die jeden Aufprall und folglich Lärm dämpft.
-
In der Praxis ist festgestellt worden,
dass das angestrebte Ziel und die Aufgaben der vorliegenden Erfindung
erreicht bzw. gelöst
worden sind.
-
Diese Erfindung ist zahlreichen Modifikationen
und Variationen zugänglich,
die sich alle innerhalb des Umfangs des erfinderischen Konzepts
befinden.
-
Alle Details können desweiteren durch andere
technisch äquivalente
Elemente ersetzt werden.
-
In der Praxis können die verwendeten Materialien,
so lange sie mit der eventuellen Verwendung, ebenso wie mit den
Abmessungen, kompatibel sind, irgend eines gemäß den Erfordernissen sein.
-
Die Offenbarungen in der Italienischen
Patentanmeldung Nr. PD98 A000003, auf die sich die Priorität dieser
Anmeldung stützt,
sind hierin zum Verweis enthalten.
-
Wo technischen Merkmalen, die in
irgend einem Anspruch erwähnt
werden, Bezugszeichen folgen, sind diese Bezugszeichen nur für den einzigen Zweck
der größeren Verständlichkeit
der Ansprüche eingefügt worden
und demgemäß haben solche
Bezugszeichen keine beschränkende
Wirkung auf die Interpretation eines jeden Elements, das beispielsweise
durch solch ein Bezugszeichen identifiziert worden ist.