DE8224042U1 - Elektromaschine, insbesondere als antrieb fuer eine umwaelzpumpe - Google Patents

Description

R. 18001

13-8.1982 Lr/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Elektromaschine, insbesondere als
Antrieb für eine Umwälzpumpe

Die Erfindung betrifft eine Elektromaschine, insbesondere als Antriebsmotor für eine Umtf-lü-zpumpe, mit einem halbkugelförmigen Rotor und einem diesen induzierenden,, ringförmigen Stator mit konkaver, kugeliger Aussparung» in welcher der Rotor dem Stator mit einem sphärischen, auf einer gedachten Kugel verlaufenden Luftspalt gegenübersteht, in welchem eine den Statorraum vom Rotorraum trennende, unmagnetische Kalotte angeordnet ist, und mit einem im Kugelmittelpunkt liegenden Kugelzapfen zur Taumelbewegungen des Rotors zulassenden Lagerung des Rotors.

Aus der DE-PS Λ k63 8OO (IUT. CL. H02k, k6/06) und DS-PS 1 538 715 (H02k, h-9/OQ) sind zum Antrieb von Umvälzpumpen bestimmte und mit einer solchen Pumpe baulich vereinigte Elektromaschinen mit kugelförmigem Luftspalt bekannt.

Bei den auf des. Markt befindlichen Umwälzpumpen für Hausheizungen und BrauchwasserversorgTingen ist das

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Blockieren des Rotors nach längerem Stillstand eine
verhältnismäßig häufige Störungsquelle. Die Ursachen für derartige Störungen sind kleine Fremdkörper, die sich "beim Pumpenstillstand, im magnetischen Luftspalt absetzen. Bei einer Umwälzpumpe mit Kugelschichtläufer kann der Rotor beim Einschalten der Pumpe um seinen im Kugelmittelpunkt liegenden, kugelförmigen Lagerzapfen Taumelbewegungen ausführen und so Fremdkörper aus dem Luftspaltbereich herausarbeiten. Bei ungehindertem Lauf wird der Rotor durch magnetische Kräfte in seiner magnetischen Vorzugslage stabilisiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zum Betrieb einer Umwälzpumpe geeignete Elektromaschine der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche bei geringem Raumbedarf und gutem elektrisch—mechanischem Wirkungsgrad einen geringen Aufwand an Ständereisen aufweist,

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen vorgesehen.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, das in Figur 1 in seinem axialen Längsschnitt wiedergegeben ist. Figur 2 zeigt eine Abwandlung des Rotors gegenüber Figur 1.

Der dargestellte Elektromotor mit Kugelschichtläufer besteht aus dem Ständer 1 mit einer mehrsträngigen Wicklung 2, die in Nuten 3 eingebettet ist. Der Ständer 1 ist ringförmig aus einem durchgehenden, im einzelnen
nicht näher dargestellten Weicheisenband hergestellt, das auf einen bei 20 angedeuteten Kern hochkantgerollt

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ist. Vor dem Wickein, werden in. das Band die Nuten 3 mit untereinander gleichem Querschnitt unter Berücksichtigung -clier Durchmesserändernng des Kernes eingestanzt. Der Rollvorgang für das Ständerband beginnt in unmittelbarer Nähe der die Halbkugelform des Kernes 20 begrenzen-· den Ebene 21. Die einzelnen Windungen des Bandvickels schließen dicht aneinander an und bilden Kegelmantelflächen, die mit der Halbkugel-Ebene 21 einen Winkel ος Ton etwa 15° bis 20° einschließen, derart, daß sich ein stumpfer Kegelwinkel von 18O° - 29i = 1UO° bis 150° ergibt. Gleichzeitig ist sichergestellt, daß der Ständer «ine der halbkugeligen Außenkontur des Kernes 20 folgende Aussparung umschließt, in welcher der ebenfalls einen Qalbkugelförmigen Außenmantel aufweisende Rotor 5 aufgenommen ist. In der dargestellten, stabilisierten Betriebslage läuft der auf einem Kugelzapfen 8 gelagerte Rotor 5 um die Drehachse A um und kann erforderlichenfalls um das im Schnittpunkt der Ebene 21 und der Achse A gelegene Zentrum des Kugelzapfens 8 Taumelbewegungen ausführen und dabei etwaige Fremdkörper aus dem sphärischen Luftspalt zwischen dem Rotor 5 und dem Ständer 1 entfernen.

In dem sphärischen Luftspalt zwischen dem Ständer 1 und dem Rotor 5 ist eine Kugel-Kalotte k aus nichtmagnetisierbarem Blech oder Kunststoff angeordnet, welche den rotorseitigen Innenraum 6 von dem ständerseitigen Innenraum T des Elektromotors trennt.

Der Rotor 5 bildet eine bauliche Einheit mit dem Schleuderteller 25 einer im einzelnen nicht näher dargestellten, nur an ihrem Halbschnitt angedeuteten Kreisel-Üm-

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νalζpumpe. Sei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform enthält der Rotor 5 ein aus Blechscheiben gestapeltes Eisenblechpaket 11, das nach Art eines Kurzschlußläufers einen aus Aluminium gegossenen Kurzschlußkäfig 26 enthält. Wenn in dem Ständer 1 mit der zwei- oder mehrsträngigen Wicklung 2 ein umlaufendes Magnetfeld erzeugt wird, kann von diesem der Rotor 5 mitgenommen und dadurch die Umwälzpumpe angetrieben werden.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 beträgt die in Richtung der Achse A gemessene Breite des Ständers 1 etwa 55 bis 60 % des bei r angedeuteten Kugelradius der Aussparung in Ständer 1 * Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Ständers 1 ergibt sich eine nur geringe Ausladung der Elektromaschine in Richtung; der Achse A, jedoch ein ähnlich großer, gegenüber den seither bekannten Antriebsmotoren mit sphärischen Läufer jedoch wesentlich kompakteren Ständer, welcher demjenigen von Elektromotoren mit trommelförmigen, jedoch nicht taumelbarem Anker ausgebildeten Maschinen nur wenig nachsteht.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 enthält der Rotor ein durchgehend aus Band gewickeltes Sisenblechpaket 12, das auf den kugeligen Außenmantel 27 des Rotors aufgewickelt und in seinen durchgehenden Buten mit einem eingegossenen Kurzschlußkäfig versehen ist.

Eine Ausführung des Rotors als Hystereseläufer ist ebenfalls denkbar.

S. 18001

13-8.1982 Lr/Hs

H03SHT 30SCE GMBH, TOOO Stuttgart 1

21e£trosaschine, insbesondere als Antrieb für eine Uavllzgaape

Zusammenfassung

Slektrosaschine, insbesondere für eine Umwälzpumpe, sit eines halbkugelförsigen Botor und eines diesen induzierenden, ringförsigen Stator sit konkaver, kugeliger Aussparung, in welcher äex Hotor des Stator sit eines sphärischen, auf einer gedachten Kugel verlaufenden Luftspalt gegenübersteht, in welches eine den Statorraus tos Rotorraus trennende, unsagnetische Kalotte angeordnet ist, und eines in Kugelsittelpunlct liegenden Kugelzapfen zur Taumelbevegungen zulassenden Lagerung des Rotors. Der Stator (1) der Elektromaschine ist aus eines hochkantgerollten Weicheisenband hergestellt, das in nebeneinanderliegenden Windungen siteinander fluchtende Hüten enthält,, in welche eine zwei- öder sehrsträngxge Wicklung (2) eingelegt ist.

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Claims (2)

H. 18001 13.8.1982 Lr/Hm ROBEHS BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart Ansprüche

1. Slektromaschine, insbesondere für eine Umwälzpumpe, ■.it *inem harbkugelförmigen Rotor und einem diesen iadii-sierandsäi riügforsigss Stator sit kss£avsr, kugs-

(' liger Aussparung, in welcher der Hotor dem Stator ait einem sphärischen auf einer gedachten Kugel verlaufenden Luftspalt gegenübersteht, in welchem eine den Statorraum vom Rotorraum trennende, unmagnetische Kalotte angeordnet ist, und einem im Kugelmittelpunkt liegenden Ilagelzapfen zur Taumerbevegungen zulassenden Lagerung des Rotors, dadurch gekennzeichnet, daS der Stator aus einem hochki.it gerollten, durchgehenden Blechband Desteht, dessen neheneinanderliegende Windungen stumpfwinklige Kegelmantelflächen "bilden und mehrere in Umlaufrichtung verteilt angeordnete, gegen den Luftspalt offene Nuten enthalten, die vor dem Wickeln aus dem Band ausgestanzt sind und jeveils einen den Stator

(1) auf seiner gesamten axialen Stärke durchsetzenden Wxcklungsstrang seiner zur Erzeugung eines unlaufen&en elektromagnetischen Feldes dienenden zwei- oder mehrsträngigen Wicklung enthalten.

2. Elektromaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Kegelmantelfächen einen Kegelwinkel

von 180 - 2Λ einschließen, wobei jX zwischen 10 und 25 vorzugsweise bei etwa 15 bis 17,5 lieg-i.

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3- Slektromaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet., daß das den Stator (1) bildende Band auf einen eine Hsilbkugel "bildenden Kern (20) auf gewickelt ist und der Bandwickel sich in axialer Richtung über einen (zur) Kalotten-Bereich erstreckt, der parallel zu der die Halbkugel Degrenzenden Ebene (21) verläuft und eine Höhe (h) hat, die etwa 55 % "bis 60 % des Kugelradius (r) ausmacht.