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Zur Ausnützung des Reaktionsmomentes für die Einstellung der Riemenspannung
schwenkbar gelagerter Elektromotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor,
der zwecks Ausnützung seines Reaktionsdrehmomentes für die Einstellung der Riemenspannung
schwenkbar gelagert ist. Bei den bekannten Anordnungen dieser Art ist der Motor
üblicherweise mit seinen Füßen auf einer Wippenschaukel montiert, welche ihrerseits
am Wippenständer schwenkbar gelagert ist. Diese Anordnungen weisen den Nachteil
eines durch die Wippenschaukel bedingten großen Gewichtes und Materialbedarfes auf.
Außerdem wirkt sich der Einfluß des Gewichtes der Motorfüße und der Wippenschaukel
auf den Verlauf der Schlupfkurve ungünstig aus, so claß diese nicht konstant verläuft.
Die Erfindung besteht nun im wesentlichen darin, daß auf der Riemenscheibenseite
des Maschinengehäuses ein die Riemenscheibe umgreifender Teil vorgesehen ist, welcher
an seiner ausladenden Seite mit einer Anzahl von Lagerungsorganen, z. B. Lagerlöchern,
zur wahlweisen Einstellung des Abstandes der Schwenkachse von der Maschinenachse
versehen ist. Eine solche Ausbildung weist den Vorteil auf,#daß sie in einfacher
Weise ohne Verwendung einer Wippenschaukel eine Schwenklagerung auf der der Maschine
abgewendeten Seite der Riemenscheibe ermöglicht, wobei der Abstand der Schwenkachse
von der Rotorachse entsprechend den ßetriehshedingungen wahlweise einstellbar ist.
Hierbei
werden die Vorteile eines geringen Material- und Gewichtsaufwandes mit den Vorteilen
einer Lagerung, bei welcher die Schwenkachse in jeder beliebigen Lage zur Maschinenachse
ohne Behinderung durch diese angeordnet werden kann, vereinigt.
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I)a der die Schwenklagerung aufweisende Teil die Riemenscheibe nach
Art einer Schutzkappe teilweise umgibt, wird auch der Vorteil erreicht, daß dieser
als Schutz für den Arbeiter dient und überdies ein Ablaufen des Riemens im stromentlasteten
Leerlauf, z. 13. beim Abstellen des bIotors, verhindert. Diese Schutzkappe kann
in einfacher Weise aus einem aus einem Rohr leerausgeschnittenen Segment bestehen,
welches an den Enden z. 13. durch eingeschweißte Bleche entsprechend abgeschlossen
ist.
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Das :Maschinengehäuse ist zweckmäßig mit Anschlußorganen, ivie z.
B. genormten Flanschen, ausgebildet, an welche an der Riemenscheilienseite wahlweise
der die Riemenscheibe umgreifende Teil oder ein Lagerungsorgan für die Anordnung
der Scliwenkaclise zwischen Riemenscheibe und Maschinengehä use und an der der Riemenscheibe
abgewendeten Seite gleichfalls ein Schwenklagerungsorgan angeschlossen werden kann.
Die Flansche können auch zum unmittelbaren Anschluß des Motors an einen Maschinenteil,
z. B. an ein Getriebe, verwendet werden. Gemäß der Erfindung ist die Schutzkappe
als gesonderter Ergänzungsteil für Flanschinotoren auf einer Seite mit entsprechenden
Schwenklagerungsorganen und auf der anderen Seite mit Anschlußorganen für den Anschluß
an den zweckmäßig genormten Motorflansch versehen, so dal3 sie einen wertvollen
Ergänzungsteil für übliche Flanschniotoren bildet und ermöglicht, solche Motoren
in der erfindungsgemäßen Weise zu lagern.
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Eine äußerst einfache und solide Bauart ergibt sich, wenn gemäß der
Erfindung das Motorgehäuse fußlos als zylindrischer Rotationskörper ausgebildet
ist und aus einem die Riemenscheibe übergreifenden Rohr mit einer entsprechenden
Öffnung für den Durchtritt des Riemens besteht. Da aber, je nach der Betriebsart,
der Riemenzug nach verschiedenen Richtungen wirkt und daher die für den Durchtritt
des Riemens erforderliche Gehäuseöffnung in verschiedenen Stellungen angeordnet
sein muß, wären hierbei, wenn das -4Iotorgehäuse in üblicher Weise mit Füßen ausgebildet
wird, eine Anzahl von Typen entsprechend den verschiedenen Betriebsarten erforderlich.
Der dadurch bedingte Aufwand würde den Wert einer solchen Ausbildung in Frage stellen.
Das Motorgehäuse ist daher fußlos ausgebildet und besteht in einfacher Weise aus
einem Rohr, welches an seinen Enden durch je eine Platte abgeschlossen ist und lediglich
eine Durchtrittsöffnung für den Riemen aufweist: Bei einer solchen Ausführungsform
besteht auch der Vorteil, daß eine besondere Verpackung des Motors für den Versand
überfüssig wird. Das Gehäuse weist eine glatte Walzenform ohne vorspringende empfindliche
Teile auf, so daß lediglich die Öffnung für den Durchtritt des Riemens zu verschließen
ist.
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Die Ausbildung kann aber unter Umständen auch so getroffen sein, daß
an das den Stator .umschließende Motorgehäuse eine die Riemenscheibe umgreifende,
die Lagerung für. die Motorwelle tragende und die Schwenklagerung aufnehmende topfartige
Kappe und gegebenenfalls am anderen Ende eine die Schleifringe umschließende und
gleichfalls eine Lagerung für die Motorwelle tragende topfartige Kappe angesetzt
ist. In diesem Falle könnte gegebenenfalls auch die in der die Riemenscheibe umgreifenden
Kappe vorgesehene Riemendurchtrittsöffnung durch Umsetzen der Kappe in die der Riemenzugrichtung
entsprechende Lage gebracht werden.
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Die Erfindung schafft somit einen Motor, welcher für den Spezialzweck
der schwenkbaren Lagerung in besonderem Maße geeignet ist und zur Erreichung dieses
Zweckes neue Wege eröffnet.
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Die Erfindung ist in erster Linie für einen Elektromotor mit Flachriemenabtrieb
geeignet, jedoch kann sie auch mit Vorteil für Keilriementriebe Anwendung finden.
Sinngemäß kann auch an Stelle des Elektromotors ein Generator in der erfindungsgemäßen
Weise ausgebildet werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen
schematisch erläutert.
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A11. i zeigt einen Elektromotor in perspektivischer Darstellung, während
Abb. 2 und 3 einen Motor in Auf riß und Kreuzriß zeigen; Abb. 4 zeigt eine perspektivische
Darstellung der Schutzkappe; Abb. 5, 6 und 7 zeigen die Anordnung des Motors mit
der Schutzkappe für verschiedene Betriebsarten, und zwar Abb. 5 für Unterzug, Abb.
6 für Oberzug und Abb. 7 für Mittelzug; Abb. 8 zeigt einen Motor in perspektivischer
Ansicht, dessen Gehäuse aus einem nahtlos gezogenen Rohr besteht, während Abb. 9
einen Längsschnitt durch einen solchen Motor darstellt; Abb. ro zeigt einen Motor,
bei welchem an ein den Stator umschließendes Gehäuse kappenartige Teile angeschlossen
sind, von welchen einer die Riemenscheibe umgreift und der andere die Schleifringe
des Motors umschließt; Abb. ii ist ein rohrförmiger Motor mit Innenlagerung und
die Schwenklagerung aufnehmenden Stirnplatten, während
AN). 12 einen solchen
Motor mit die Schwenklagerung tragender Schutzkappe <larstellt; Abb. 13 zeigt
eine Ausführungsvariante des Motors gemäß Abb. 12 in Ansicht; Abb. 14 ist eine Seitenansicht
des Motors gemäß Abb.
13, und Abb. 15 ist ein Schnitt nach der Linie XV-XV
der Abb.
13;
Abb. 16 ist ein aus mehreren'I'eilen zusammengesetzter Motor,
und A b1.
17 ist eine Ausführungsvariante des Motors gemäß Abb. 16; Abb.
1ß zeigt schematisch einen luftgekühlten Motor mit die Schwenklagerung tragenden
Stirnkappen, und
lagerung für Oberzug dar. Das obere Riementrum i6wird in diesemFalle gezogen, während
das untere Riementrum 15 von der Scheibe abläuft. Die Schwenklagerung erfolgt daher
oberhalb der Motorachse, wobei der Schwenkzapfen 3 in eines der Löcher 13" eingesetzt
ist.
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Abb. 7 stellt eine Anordnung für Mittelzug dar, wobei der Abtrieb
ungefähr senkrecht nach oben erfolgen kann. In diesem Falle kann, wie der Pfeil
17 zeigt, die Drehung der Riemenscheibe 7 wahlweise nach rechts oder links erfolgen,
wobei das Reaktionsdrehmoment des Stators in entsprechender Weise nach links oder
rechts gerichtet ist (Pfeil 18). Je nach der Drehrichtung wird hierbei entweder
das rechte Riementrum 16 oder das linke Riementrum 15 gezogen. Bei dieser Anordnung
ist die Schwenkachse unterhalb der Motorachse angeordnet, wobei der Schwenkzapfen
3 wahlweise in eines der Löcher 13 eingreift.
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Auf diese Weise ermöglicht die erfindungsgemäße Ausbildung die Verwendung
eines Motors für alle Betriebsarten, wobei lediglich der Schwenkbolzen 3 in die
entsprechenden Lagerlöcher 13, 13' oder 13" in Eingriff gebracht werden muß. Eine
genaue Einstellung kann dann noch durch Verdrehung der Kappe 8 und der Ringscheibe
6 in den Schlitzen 12 erfolgen. An Stelle der Ringscheibe 6 kann auch eine kleine,
mit den entsprechenden Lagerlöchern versehene Platte an den Ringflansch 4 an der
für die betreffenden Betriebsart erforderlichen Stelle angeschraubt werden.
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Das Gehäuse des Motors nach Abb. 8 und 9 ist als zylindrischer Rotationskörper
ausgebildet und besteht aus einem nahtlos gezogenen Rohr i9, z. B. einem Siederohr,
welches an den Enden durch Scheiben 20 und 21 abgeschlossen ist, die die,Stirnflächen
des Motorgehäuses bilden. Im Bereich der Riemenscheibe 22 weist das Motorgekäuse
eine Öffnung 23 auf, welche den Durchtritt des Riemens 24 gestattet.
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Der Motor ist fußlos ausgebildet und um eine Schwenkachse 25 schwenkbar
in einem Ständer 26 gelagert. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß der Motor
unter der Wirkung des Statorreaktionsdre'hmomentes derart verschwenkt wird, daß
der Riemen gespannt wird. Zu diesem Zwecke ist die Öffnung 23 für den Riemen so
groß bemessen, daß in dem zulässigen Schwenkbereich der Riemen nicht durch das Gehäuse
behindert wird. Um für den Fall eines Streifens des Riemens an den Kanten 27 der
Gehäuseöffnung 23 eine Beschädigung des Riemens zu vermeiden, können diese Kanten
abgerundet als ) Gleitflächen ausgebildet sein, oder es können gegebenenfalls auch
an diesen Kanten Rollen angeordnet werden.
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Für das Eintreten des richtigen riemenspannenden Effektes ist die
Entfernung der Schwenkachse 25 von der Motorachse 28 maßgebend. Es hat sich z. B.
gezeigt, daß es günstig ist, den Abstand der Schwenkachse von der Motorachse gleich
dem Riemenscheibenradius zu wählen. Ferner ist es auch wichtig, daß der Motor so
aufgehängt werden kann, daß die Gehäuseöffnung 23 entsprechend der jeweiligen
Betriebsart
des Motors (Oberzug, Unterzug, senkrechter Zug nach oben oder unten, usf.) sich
in der richtigen Lage befindet.
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Um die Gehäuseöffnung 23 in die richtige Lage einstellen zu können,
sind an den Motorstirnflächen Lagerlöcher 29 im Kreis um die Motorachse 28 angeordnet,
in welche der Schwenkzapfen wahlweise eingeführtwerden kann. Um aber auchentsprechend
der jeweiligen Riemenscheibengröße oder dem gewünschten Spanneffekt den radialen
Abstand der Schwenkachse 25 von der Motorachse 28 einstellbar zu machen, sind auch
in radialer Richtung Serien von Lagerlöchern vorgesehen. Bei dem Ausführungsbeispiel
der Zeichnung sind die Lagerlöcher z. B. in konzentrischen Kreisen um die Motorachse
herum vorgesehen, wobei die Löcher 29 der einzelnen Reihen derart gegeneinander
versetzt sind, daß die radiale Einstellung in möglichst kleinen Stufen erfolgen
kann und nicht durch den Durchmesser und die zwischen den Löchern erforderliche
Wandstärke begrenzt ist.
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Wie Abb. 9 im Längsschnitt zeigt, ist die Motorwelle 28 an den Stirnflächen
20 und 21 des Gehäuses außerhalb der Riemenscheibe und dem Ende des Rotors in Lagerungen
30 und 31 gelagert, so daß die Riemenspannung auf beide Lager übertragen
wird. Gegebenenfalls kann auch eine Lagerung zwischen Riemenscheibe 22 und Rotor
32 erfolgen. Die rotierenden Teile des Motors, d. h. der Rotor 32 und die Riemenscheibe
22, können mit Ventilatorflächen versehen sein, um Kühlluft durch das Gehäuse zu
fördern. Beim Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist auf der Motorwelle 28 ein Ventilator
33 angeordnet, welcher dem Motor Kühlluft zuführt. In diesem Falle dienen die für
die Schwenklagerung nicht ausgenützten Löcher 29 der Stirnflächen zur Führung der
Kühlluft. Es kann hierbei auch zwischen dem Stator 34 und dem Gehäuse i9 ein Luftspalt
vorgesehen sein, so daß auch der Stator zur Gänze gekühlt wird. Zwischen Riemenscheibe
22 und Rotor 32 kann eine Zwischenwand vorgesehen sein, um zu verhindern, daß der
Riemenstaub zum Rotor gelangt. Diese Zwischenwand kann gleichfalls mit Kühlluftlöchern
ausgerüstet sein.
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Abb. io zeigt eine Ausbildung, bei welcher an ein den Stator umschließendes
Gehäuse 35 topfartige Kappen 36 und 37 angeschlossen sind. Der Teil 36 umgreift
die Riemenscheibe und trägt die Lagerung 38 der -Iotorwelle, während der mit der
Lagerung 39 versehene Teil die Schleifringe 4o des Motors umschließt. Auf diese
Weise wird zwar keine so einheitliche einfache und gedrungene Bauart erreicht wie
bei den Motoren nach Fig. 8 und 9, jedoch wird eine leichtere Zugänglichkeit zu
dem Innenraum des Motors ermöglicht. Durch einfaches Abnehmen der topfartigen Kappe
37 können die Schleifringe zugänglich gemacht werden, während durch Abnehmen der
Kappe 36 die Riemenscheibe 22 zugänglich wird. Auch bei dieser Ausführungsform können
die Stirnflächen der Kappen 36 und 37 mit einer Serie von Lagerlöchern 29 ausgerüstet
sein, mit welchen die Schwenklagerung wahlweise zusammenwirkt. Bei der Ausführungsform
nach Abb.8 und 9 kann gegebenenfalls eine Einstellung der Lagerlöcher in der Umfangsrichtung
auch durch Verdrehen der Endscheiben 20 und 21 erfolgen, während bei der Ausführungsform
nach Abb. io gegebenenfalls die ganzen Kappen 36 und 37 versetzt werden können.
In einem solchen Falle kann mit weniger Lagerlöchern in der Umfangsrichtung das
Auslangen gefunden werden, wodurch gegebenenfalls die Möglichkeit geschaffen wird,
die Stufen der Einstell@barkeit in radialer Richtung zu verkleinern.
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Die Stromzuführung zu dem Motor kann vorzugsweise an einer der Stirnflächen
des Motors vorgesehen werden, um eine möglichst geringe Bewegung der Stromzuführungen
bei der Schwenkbewegung des Motors zu erreichen.
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Die in Abb. i i dargestellte Ausführungsform eines rohrförmigen Motors
unterscheidet sich von der Bauart gemäß Abb. 8 oder 9 dadurch, daß das Motorwellenlager
41 auf der Riemenscheibenseite nicht in der Motorstirnwand, sondern in einer Zwischenwand
42 des Motorgehäuses 19 untergebracht ist. Das rohrförmige Gehäuse wird auf beiden
Stirnseiten durch Platten 43, 44 abgeschlossen, die die Anschlußorgane 25 für die
Schwenklagerung aufnehmen. Die Anordnung kann gemäß Abb. 12 auch so getroffen sein,
daß der die Schwenklagerung aufnehmende Teil auf der Riemenscheibenseite als Kappe
45 ausgebildet ist. Die Kappe 45 besitzt den gleichen Durchmesser wie das Motorgehäuse
i9 und ist an dessen Stirnwand 46 mittels Schrauben od. dgl. abnehmbar und gegebenenfalls
verdrehbar befestigt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Kappe
45 auch aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt sein (Abb. 13, 14, 15). Sie besteht
aus einer die Anschlüsse 25 für die Schwenklagerung tragenden Stirnplatte 47, einer
am Motorgehäuse i9 anliegenden Bodenplatte 48 und einer Zwischenwand 49, welche
die Form eines Zylindersegments besitzt und die Riemenscheibe 22 teilweise abdeckt.
Die Befestigung der Kappenteile erfolgt mittels Ankerschrauben 5o, die durch das
Motorgehäuse .hindurchgeführt und entweder an der Stirnplatte 47 oder, wie die Schraube
51, an der Bodenplatte 48 mit Muttern od. dgl. festgelegt sind.
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Der rohrförmige Motor gemäß der Erfindung kann auch als Baukastenmotor
ausgebildet und aus einzelnen zylindrischen, zweckmäßig genormten Teilen zusammengesetzt
sein. Abb. 16 zeigt eine Bauart eines solchen Motors, bei welcher dieser aus einer
die Motorwellenlagerung 39 und die Schwenklagerung 25 aufnehmenden topfartigen Kappe
52, einem die Statorpole 34 tragenden Ring 53, einem das Riemenscheibenlager 54
tragenden zylindrischen Teil 55 und einer die Schwenklagerung 25 aufweisenden, die
Riemenscheibe umgreifenden topfartigen Kappe 56 zusammengesetzt ist. Der Statorring
wird zweckmäßig durch Klemmung zwischen den beiden Lagerkappen 52, 55 festgehalten,
die ihrerseits zusammen mit der Kappe 56 mittels das '.Motorgehäuse in seinem Randbereich
durchsetzenden
Schraubenbolzen 57 zu einer baulichen Einheit vereinigt
werden. An Stelle der durchgehenden Schraubenbolzen können natürlich auch andere
Befestigungsmittel, wie z. B. Flansche und Schrauben usw., zur Anwendung gelangen.
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In Abb. 17 ist eine andere Ausführungsform eines Baukastenmotors dargestellt,
die sich von der Bauart gemäß Ahl>. 16 nur dadurch unterscheidet, daß (las Statorgehäuse
58 selbst zylindrisch ausgebildet und unmittelbar zwischen den Lagerkappen 52 und
5,9 eingeklemmt ist. Die übrige Ausgestaltung des Motors ist die gleiche
wie bei dem Motor nach :\1)l). 16. Die Vereinigung der Bauteile erfolgt ebenfalls
mittels durchgehender Schraubenbolzen 57.
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Bei mit Luftkühlung durch Gebläse und gegebenenfalls mit Kühlrippen
versehenen rohrförmigen Motoren werden gemäß der Erfindung, wie aus Abb. 18 ersichtlich,
topfartige Kappen vorgesehen, die eine doppelte Aufgabe erfüllen, indem sie einerseits
zur Aufnahme der Schwenklagerung dienen und andererseits die Grebläseluft über den
Motormantel leiten. Wird die Kühlluft z. B. durch einen Windflügel 59 auf der der
Riemenscheibe entgegengesetzten Seite des Motorgehäuses erzeugt, so erfolgt die
Schwenklagerung des Motors auf dieser Seite mittels einer topfartigen Kappe 6o,
die das Motorgehäuse i9 im Abstand umgreift. Die Stirnwand der Kappe ist mit den
Anschlußorganen für die Schwenklagerung und mit Luftlöchern versehen, während die
zylindrischen Seitenwände die vom Windflügel geförderte Luft umlenken und über die
Mantelfläche des Motors leiten. Bei Anordnung des Windflügels auf der Riemenscheibenseite
wird die auf dieser Seite angeordnete, die Riemenscheibe umgreifende Kappe in gleicher
Weise ausgebildet. Die Befestigung der Kappe 6o kann zweckmäßig mittels durchgehender
Schraubenbolzen 61 und Distanzhülsen 62 erfolgen.
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Die Schwenklagerung kann bei -den Ausführungsbeispielen gemäß Abb.
i i bis 18 auf die bei den Beispielen gemäß Abb. i bis i i geschilderte Weise
erfolgen, wobei die der Schwenklagerung dienenden Teile auf die gleiche _1rt verstellbar
ausgebildet werden können.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Stromzuführung zum Motor
auf der Riemenscheibenseite im Bereiche der Schwenkachse durchzuführen. Zu diesem
Zweck wird, wie in Abb. i i dargestellt, der Schwenklagerzapfen 25' hohl ausgebildet
und das Leitungskabel 66 an dieser Stelle in das Motorgehäuse eingeführt.
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Der Motor gemäß der Erfindung kann entweder mit Riemenscheiben normaler
Bauart oder mit Adhäsionsscheiben ausgerüstet sein, die eine reibungserhöhende Lauffläche
aufweisen. Die Erhöhung der Reibung kann entweder durch Polieren der Lauffläche
oder durch reibungserhöhende Beläge od. dgl. erreicht «-erden.
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Besonders vorteilhaft wirkt es sich auf den Verlauf der Schlupfkurve
aus, wenn die Gehäuseteile des Motors und/oder die übrigen Bauteile, wie Schutzkappen
od. dgl., aus Leichtmetall hergestellt werden. In diesem Falle wird der unter Umständen
ungünstige Einfluß des Eigengewichtes des Motors auf ein Mindestmaß herabgedrückt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird es auch möglich gemacht,
die für Schwenklagerung ausgebildeten fußlosen Motoren als feststehende Motoren
zu verwenden. Wie aus Abb. i9 ersichtlich, erfolgt dies zweckmäßig in der Weise,
daß entweder die das Motorgehäuse durchsetzenden Schraubenbolzen oder die sonst
zur Befestigung der die Schwenklagerung aufnehmenden Kappenglieder dienenden Schrauben
zur Anbringung von quer zur Maschinenhauptachse verlaufenden Füßen 65 herangezogen
werden. Die Befestigung kann auch unter Verwendung der für die Schwenklagerung vorgesehenen
Schraubenlöcher 29 erfolgen, in welche die Schrauben 63, 64 des Fußes 65 eingeschraubt
werden. Solcherart kann jeder Motor wahlweise als Schwenklagermotor oder als feststehender
Motor bei sonst gleicher Bauart verwendet werden. Die anschraubbaren Motorfüße können
auf beliebige Art aus Gußeisen, Blech, zusammengeschweißten Profilen tisw. hergestellt
sein.