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Motor oder ähnliche elektrische Maschine mit verschiebbarem Anker
Motoren, die mit Bremsen ausgerüstet sind, werden gern als sog. Verschiebeankermotoren
ausgefülirt. Mit ihnen können namhafte axiale Kräfte z. I3. zur Überwindung starker
Bremsfedern ausgeübt werden. .111erdings nimmt mit der Bremskraft die Kegelsteigung
zu, und die Motoren müssen dann gegenüber den Motoren gleicher Leistung ohne axiale
Zugkraft erliebliclie Durchmesservergrößerungen erfahren. Übersteigt (las Verhältnis
des Bremsmomentes zum Nettmnoment den Wert 2 : i, so wird die Kegelsteigung dermaßen
groß, daß der Motor elektrisch und wirtschaftlich ungünstig wird.
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Am kleinen Bohrungsdurchmesser des Ständers ergeben sich (latiti sclimaleuti(Idalierwenigbiegungssteife
Ständerzähne. Außerdem erhält der Wickelkopf an der kleinen Bohrungsseite eine erhebliche
axiale Ausdehnung. Zu (fiesen hauliclien Schwierig-
keiten tritt bei großen
13remsmomenten derumstand, (laß die notwendigerweise hoch und schmal ausfallenden
Ständernuten mit höherer Streuung beliaftet sind als Nuten mit normalen Abmessungen.
In derselben Richtung der Vergrößerung der Streuung wirkt der Luftspalt, der infolge
der großen Kegelsteigung ebenfalls groß ist, solange sich der Läufer noch außerhalb
der Betriebsstellung befindet. Schließlich tritt eine stellenweise Zusammendrängung
der magnetischen Kraftlinien bei gleichzeitiger Verlängerung der Wege auf und als
Folge davon Verminderung der Typenleistung bzw. des Wirkungsgrades und damit auch
eine Verminderung der Wirtschaftlichkeit.
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Man kann in beschränktem Umfange axiale Kräfte auch mit zylindrischen
Motoren ausüben, wenn man die Ständer- und Läuferlileclipakete aus
einzelnen
Teilpaketen magnetischen Materials aufbaut und sie durch größere Luftspalte oder
unmagnetisches Material von größerer Stärke trennt. In der Betriebsstellung stehen
die Teilpakete von Ständer und Läufer gegenüber, beim Abschalten des Stromes werden
sie durch die Bremsfeder od. dgl. aus der Betriebsstellung gedrückt. Abgesehen davon,
daß derartige Motoren nicht so starke Axialkräfte aufzubringen vermögen wie die
Motoren mit kegeligem Anker, steht ihre Axialverschiebung in unerwünschter Abhängigkeit
von der Breite des Zwischenraumes. Der Verschiebeweg darf nur einen bestimmten Bruchteil
dieser Breite betragen, weil andernfalls die Ständer- und Läufer-1>lechteilpakete
nicht mehr die gewünschte Zuordnung beibehalten. Ist der Verschiebeweg zu groß und
der Läufer durch eine Feder in die Bremsstellung gedrückt, so wird beim Wiedereinschalten
des Motors beispielsweise das erste Läuferteilpaket von dem zweiten Ständerteilpaket
mehr angezogen als von dem ersten Ständerteilpaket, und der Läufer pendelt dann
in eine um eine Teilpaketstärke versetzte Mittellage ein oder tritt nicht aus der
Bremslage heraus. Die Notwendigkeit, den Verschiebeweg auf Bruchteile der Zwischenräume
zwischen den Teilpaketen zu beschränken, schließt in vielen Fällen die Anwendung
solcher Motoren aus. In der Betriebslage des Läufers tritt keine Axialkraft auf.
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Die Erfindung betrifft dagegen eine Motorbauart, bei welcher große
axiale Zugkräfte bei größeren axialen Verschiebungen mit geringen Kegelsteigungen
erzielt werden können. Dieser Erfolg wird dadurch erreicht, daß bei einem Motor
mit kegeliger Ständerbohrung und entsprechend kegeligem Läufer die Blechpakete in
Teilpakete aufgelöst sind, die durchZwischenräume von unmagnetischem Material getrennt
sind.
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In diesem Motor hat die Aufteilung in Teilpakete nicht mehr die vorbeschriebene
unwillkommene Abhängigkeit des Verschiebeweges von der Zwischen. raumbreite, weil
die von der Kegelsteigung bestimmte Axialkraftauf jeden Fall wesentlich größer ist
als diejenigen Kräfte, welche bei größeren Verschiebewegen den Ständer in eine falsche
Stellung zu ziehen bestrebt sind. Andererseits können große axiale Zugkräfte ohne
starke Kegelsteigungen ausgeübt werden, weil die von der Kegelsteigung herrührende
axiale Zugkraft durch die von der Unterteilung derBlechpakete abgeleiteten Zugkräfte
unterstützt wird. Die an sich bekannten Bauarten sind also bei der Erfindung in
solcher Weise zusammengearbeitet worden, daß die Vorteile der bisherigen Bauarten
vereinigt werden. Es entsteht damit ein Motor mit praktisch beliebig großen Verschiebewegen,
die zum Steuern von Bremsen, Kupplungen, Schaltern und sonstigen Steuergliedern
benutzt werden können; er weist dabei unter Beibehaltung der bisherigen Durchmesser
der einzelnen Leistungstypen wesentlich größere axiale Kräfte auf, als das bisher
möglich war.
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Im allgemeinen wird man den Motor mit einer durchgehenden Kegelsteigung
ausführen. Es ist aber auch möglich, die Kegelsteigung zii unterbrechen und den
einzelnen Teilpaketen gleiche Kegelformen zu geben, wobei sich ein sägeblattförmiger
Querschnittsumriß der Pakete ergibt.
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Die Zwischenräume zwischen den Teilpaketen sind unmagnetisch, sie
können z. B. zur Kühlung ausgenutzt werden, sie vermindern auch die Wirbelströme
im Eisen.
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Der neue Motor ist besonders als Kurzschlußmotor für Lasthelrezwecke
in Kranen, Winden od. dgl. geeignet, weil er große Axialkräfte für starke Lastbremsmomeiite
ergibt.
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Abb. i zeigt einen 'Motor finit konischem Läufer im Querschnitt; Abb.
2 gibt einen Ausschnitt eines Motors mit konischen Teilpaketen, aber insgesamt zylindrischem
Läufer und Ständer wieder.
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Der Ständer A und der Liiufer B weisen Teilpakete i und 2 von Lamellenblechen
auf, welche durch Zwischenräume 7 aus uninagnetischem Material getrennt sind. Eine
Feder 3 sucht den Läufer ständig aus dem Feld zu drücken und dabei die fest auf
der Läuferwelle 5 sitzende Bremsscheibe 4 gegen den feststehenden Bremsring 6 zu
pressen.
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In der dargestellten Betriebslage wird der Läufer einesteils durch
die konische Form des Ständers und des Ankers gehalten, die eine entsprechende Axialkraft
ergibt. Diese Wirkung wird durch Auflösung von Ständer und Läufer in Teilpakete
unterstützt. Je ein Teilpaket von Ständer und Läufer streben einer bestimmten Mittellage
zu. In dieser Lage sucht der Läufer von sclhst st°henzubleiben, so daß Anschläge
od. dgl. zur Begrenzung seines Hubes zumindest im Beispiel nach Abb.2 fortgelassen
werden können.
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Wird der Motor abgeschaltet, so drückt die Feder 3 den Läufer aus
dem Feld heraus, und die Bremsscheibe 4 legt sich auf den Ring 6. Die Axialbewegung
des Läufers kann größer sein als die Breite der Zwischenräume 7, weil die Kegelform
von Ständer und Läufer eine ausreichende Axialzugkraft gibt, uin den Läufer :nit
Sicherheit in die gewünschte Betriebslage zu ziehen. Wie die Zeichnung lehrt, kann
die ''Kegelsteigung gering sein, trotzdem werden große axiale Zugkräfte entwickelt,
weil sich die Unterteilung der Blechpakete und die konische Form gegenseitig unterstützen.
Man kann auch die Pakete insgesamt im wesentlichen zylindrisch ausführen und für
die Herstellung der Bleche Komplettschnitte benutzen. Es entstehen dann zunächst
zylindrische Teilpakete, die durch Abdrehen oder Abschleifen konisch gemacht werden,
so daß sie das Aussehen nach Abb. 2 erhalten. Auch bei dieser Ausführung unterstützen
sich Unterteilung der Blechpakete und konische Form gegenseitig; auch bei dieser
Ausführungsform pendelt der Läufer beim Einschalten des Motors in diejenige Stellung
ein, bei der je ein Teilpaket am Läufer einem Teilpaket am Ständer gegenübersteht.
Eine geringe Kegelsteigung von etwa drei Grad genügt bereits, um in 'vielen Fällen
eine ausreichende axiale Zugkraft zu entwickeln.
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Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung von Drehstrommotoren beschränkt,
sondern ehensogut
für Finpliasen- wie für Mehrphasenmotoren, für
Gleichstrommotoren usw. geeignet, da die Verschiebekraft im wesentlichen vom magnetischen
Feld abhängt.
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Die Erfindung ist auch nicht auf Motoren beschränkt, vielmehr können
unter Umständen auch sonstige elektrische Apparate mit einem durch die magnetischen
Zugkräfte axial bewegten Anker in dieser Weise ausgebildet werden.