-
Drehzahlabhängiger Stromerzeuger (Geber) für eine Vielzahl von Anbaumöglichkeiten
Für
die Messung von Fahrzeuggeschwindigkeiten, Drehzahlen, wie auch zur Auslösung von
drehzahlabhängigen Schaltvorgängen haben sich in neuerer Zeit an Stelle der früher
üblichen mechanischen Einrichtungen elektrische Wechselstromerzeuger, sogenannte
Geber, immer mehr eingeführt. Die zahlreichen verschiedenartigen A.ufgaben und Anwendungszwecke
erforderten bisher eine überau!s große Anzahl verschiedenartiger Geberausführungen,
wodurch die Lagerhaltung und vor allem die Herstellungskosten erheblich gesteigert
wurden, da für jede einzelne Ausführungsform gewöhnlich nur eine begrenzte Anzahl
benötigt wird. Der Versuch, eine einzige Bauart für alle Zwecke zur Einführung zu
bringen, ist bisher geschei.tert, da die Anpassungsmöglichkeiten de.r üblichen Bauarten
zu gering waren.
-
Um diese Nachteile zu beseitigen und einen Geber zu schaffen, der
durch seine Form eine Anpassung an alle praktisch vorkommenden Bedarfsfälle ermöglicht,
besitzt erfindungsgemäß das Statorgehäuse eines solchen Gebers polygonalen, vorzugsweise
quadratischen Querschnitt und wird baukastenartig durch die für die verschiedenen
Anwendungsfälle bestimmten zusätzlichen Bauelemente ergänzt. Bei einer derartigen
Bauart können der Stator mit der oder den Wicklungen, der gewöhnlich als permanenter
Magnet aus hochkoerzitivem Material hergestellte Anker sowie auch die Grundform
des Gehäuses für alle Geber gleichmäßig ausgeführt
werden, was die
Herstellungskosten beträchtlich verringert. Dagegen sind die Befestigungsmittel
und sonstige Zusatzeinrichtungen, wie Schaltkästen u. dgl., von Fall zu Fall ansetzbar,
der Platz für sie aber von vornherein mitvorgesehen. Da in den meisten Fällen eine
Kabelausführung aus dem Gehäuse erforderlich ist, empfiehlt es sich ferner, an dem
Gehäuse einen radialen Stutzen für die vorzugsweise mit Steckeranschluß versehene
Kabeleinführung anzusetzen, der mit dem Gehäuse eine bauliche Einheit bildet und
vorzugsweise ebenfalls zu dem Gehäusegrundelement gehört, bei Nichtverwendung aber,
z. B. durch Spanabhebung, entfernt wird.
-
Die einfachste Grundform eines Gehäusebauelementes ist der Würfel.
Er wind zweckmäßig aus Leichtmetall hergestellt und innen mit einer zylindrischen
Bohrung versehen, welche den runden Stator aufnimmt. Eine Seite des Gehäuses kann,
abgesehen von der Wellendurchführung, bereits von vornherein abgedeckt sein, so
daß sich die Form eines einseitig offenen Topfes ergibt. Die verschiedenen Außenflächen,
d.h. also sowohl die ebenen Seitenflächen aIs auch die Vorder- oder Rückwand, sind
vorzüglich zum Befestigen einer Fußplatte geeignet, die gekröpft oder auch ungekröpft
befestigt werden kann. Durch die polygonale Form des Gehäusequerschnittes entstehen
an den Ecken von selbst Stellen vergrößerten Materialquerschnittes, und diese Stellen
werden zweckmäßig mit durchgehenden oder blinden Gewindelöchern zum Anschrauben
von Stiirnplatten od. dgl. versehen.
-
Sie können aber auch zum Anschrauben des Gebergehäuses an das Gehäuse
einer antreibenden Maschine oder eines sonstigen Antriebismittels, wie z. B. einer
biegsamen Welle, dienen.
-
Das Gebergehäuse kann auch mit geringfügige Änderungen für eine fliegende
Lagerung ohne Befestigungsflansch ausgeführt werden und wird in diesem Fall, z B.
durch ein entsprechend starkes armiertes Kabel, das in dem radialen Stutzen der
Kabeleinführung endet, in seiner Drehstellung gegen Fahrzeugs,töße nachgiebig gehalten.
Um bei fliegender Lagerung, wie sie besonders im Eisenbahnwesen erforderlich sein
kann, das Einklemmen von Fremdkörpern, wie z. B. hochgeschleuderten Steinen, sicher
zu vermeiden, kann die dem Antrieb zugewandte Stirnseite des Gehäuses entweder bereits
bei der Gußanfertigung oder später durch einen Aufsatzring konisch derart verjüngt
sein, daß alle Fremdkörper von selbst wieder herausfallen. Vorzugsweise, wenn auch
nicht unbedingt, wird die geschlossene Seite des Gehäuses als Kupplungsseite für
den Geber benutzt, ISO daß bei gekuppeltem Geber nach Abnehmen des auf der gegenüberliegenden
Seite vorgesehenen Gehäusedeckels das Innere zugänglich ist uud z. B. der Anker
herausgenommen werden kann. In anderen Fällen, z. B. bei Windmessern, kann die Geberachse
durch Windflügel od. dgl. unmittelbar angetrieben sein.
-
Die Befestigung des Rotors an der antreibenden Welle, die gewöhnlich
eine gegenüber dem Rotordurchmesser große Stirnfläche aufweist (z. B. bei Eisenbahnachsen),
kann auf verschiedene Weise erfolgen. Ist in axialer Richtung genügend Platz vorhanden,
so wird auf der Stirnseite der antreibenden Weile eine Brücke angeschraubt, in welcher
die Geberachse achsmittig zur Antriebsweile mit Gewinde und Mutter angeschraubt
werden kann. 1-st die axiale Länge begrenzt, so kann statt dessen eine einfache
flache Lasche genügen, die sich in radialer Richtung erstreckt und die mit der Geberwelle,
z. B. durch Schweißen, fest verbunden und an der Stirnseite der antreibenden Welle
durch Schrauben lösbar befestigt ist.
-
Der Kabelstutzen kann entweder aus einer Seiteufläche oder noch besser
aus einer Ecke bzw.
-
Kante des Gehäuses heraustreten. Letzteres hat den Vorteil, daß die
Kabeleinführung besonders verstärkt wird durch die Verstärkung des Materials an
der Gehäusekante.
-
Die Abwandlung des Grundgehäuses für die verschiedenen Anbaumöglichkeiten
kann entweder bereits beim Guß des Gehäusekörpers oder erst beim Zusammenbau durch
Anbringung von Zusatzteilen vorgenommen werden. Im ersteren Fall wird zur Herstellung
des Gehäuses eine Verbundkokille benutzt, deren Grundelement aus dem kubischen Gehäusekörper,
vorzugsweise aber mit bereits angesetztem Kabelstutzen besteht, während für einen
angesetzten Flansch, den konischen Abschluß der Stirnseite, eine Befestiungsmuffe
usw. Zusatzteile vorgesehen sind, die sich in die Kokille einlegen lassen.
-
In Sonderfällen kann an der Stirnseite des tZ häusekörpers oder an
einer Seiteufläche ein Schaltkasten mit Kabelstutzen aufgesetzt werden.
-
Für den Anbau an eine Stirnfläche, z. B. eines Motors oder einer
sonstigen Antriebs einrichtung, hat es sich als recht zweckmäßig erwiesen, einen
Vierkantfianseh zu benutzen, der gegenüber dem Gebersiefl<ant kreuzweise versetzt
ist. Die dadurch entstehenden dreieckförmigen Ansätze oder Lappen eignen sich vorteilhaft
für die Anbringung von Bohrungen für die Befestingungsschrauben.
-
Obwohl das Gehäuse vorzugsweise aus Leichtmetall gegossen wird, treten
doch häufig Fälle ein, bei denen für den Lagersitz der Kugellager erhöhte Festigkeiten
gefordert werden; so z. B. bei Eiisenbahngebern, die starken Schienenstößen ausgesetzt
sind. In derartigen Fällen ist vorgesehen, in dem Leichtmetallgehäuse gleich einen
Eislensi,tz mit einzugießen, so daß dann das Kugellager auch bei einem geringen
Spiel kein Ausschlagen seiner Sitzfläche bewirken kann, während ein Ausschlagen
zwischen Eisensitz und Leichtmetallgehäuse durch das Eingießen des Eisensitzes verhindert
ist. Der auf die offene Seite aufgesetzte Befestigungsflansch oder Deckel dient
zweckmäßig gleich als Kugellagerträger für die andere Seite.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt.
Von diesen zeigt Fig. I die Stirnansicht eines erfindungsgemäßen Gebers mit Fußplatte,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1@
Fig. 3 einen
Geber mit an seiner Stirnseitle befestigtem gekröpftem Fuß von der Seite gesehen,
Fig. 4 die Seitenansicht eines Windmessergebers, Fig. 5 eine Draufsicht auf die
Anordnung nach Fig. 4, Fig. 6 die Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines an
einen Motor unmittelbar angebauten Gebers, Fig. 7 die Stirnansicht des Gebers ohne
Motor, Fig. 8 einen Geber mit angesetztem rundem Flansch in Draufsicht, Fig. 9 das
gleiche von der Seite gesehen, Fig. 10 einen Geber für fliegende Lagerung mit Befestigungsbrücke
von der Seite gesehen, Fig. 11 einen ähnlichen Gaber mit Befestigungslasche, Fig.
12 einen Geber mit Befe'stigungsmuffe und angesetztem Schaltkasten, teilweise im
Schnitt von der Seite gesehen, Fig. 13 einen Geber mit Schraubbefestigung.
-
In Fig. 1 ist 1 ein würfelförmiges Gebergehäuse, z. B. aus Leichtmetall,
in dem sich ein runder Stator 2 befindet, der in üblicher Weise eine oder mehrere
Wicklungen trägt und durch einen, z. B. aus hochkoerzitivem Material bestehenden
Magnetläufer 3 induziert wird. Die elektrische Ausführung eines solchen Gebers ist
an sich bekannt und braucht daher nicht näher erläutert zu werden. An das kubisch
aulsgeführte Gehäuse ist an einer Seitenfläche eine Fußplatte 4 angeschraubt oder
auf andere Weise, z. B. durch Metallklebemittel, mit ihm fest verbunden. Die Fußplatte
dient zur Befestigung des Gebers an seinem Verwendungsort, wofür Befestigungslöcher
5 in der Grundplatte vorgesehen sind.
-
Aus einer anderen Seitenfläche ragt ein Kabelanschlußstutzen 6 heraus,
an den mit Hilfe eines Schraubverschlusses 7 ein mit Stecker versehenes Kabel 8
angeschlossen sein kann.
-
Das Gehäuse I des Gebers, das außen kubisch ist, hat innen eine zylindrische
Ausnehmung g zur Aufnahme des runden Stators. Die offene Seite ist durch einen Deckel
10 abgeschlossen, der gleichzeitig zur Aufnahme eines Kugellagers benutzt werden
kann. Auf der entgegengesetzten Seite ragt ein Wellenstumpf 11 nach außen, der mit
irgendeiner Antriebsvorrichtung bzw. mit der Welle der zu messenden Maschine gekuppelt
werden kann.
-
Die geschlossene Stirnseite des Gehäuses kann, wie bei 12 angedeutet,
kegelförmig verjüngt sein.
-
Eine andere Art zur Befestigung des Gebers ist in Fig. 3 angedeutet.
Hier ist an der geschlossenen Seite des Gehäuses ein gekröpfter Fuß 13 mit Schrauben
14 befestigt. In diesem Falle ist entweder bereits bei der Herstellung des Gusses
oder später durch Spanbearbeitung die geschlossene Gehäuseseite bis auf einen Zapfen
15 entfernt, über den der mit entsprechender Bohrung versehene Ansatz des Fußes
13 aufgeschoben und danach angeschraubt werden kann. Der Zapfen 15 weist eine mit
Gewinde versehene Verlängerung 15' auf, die zum Anschrauben z. B. der Hülle einer
biegsamen Welle od. dgl. dienen kann. Der Kabelstutzen tritt in diesem Fall nicht
aus einer Seitenfläche heraus, sondern an einer Kante, wo das Alat,erial des Gehäuses
den maximalen Querschnitt aufwei!st, so daß dadurch auch der Stutzen eine erhöhte
Festigkeit erhalt. Der Fuß 13 kann entweder, wie dargestellt, sich parallel zu einer
Seitenfläche des Gehäuses erstrecken oder aber über Eck verlaufen, in welchem Falle
die etwaigen Befestigungsschrauben des Fußes leichter zugänglich sind.
-
Die Fig. 4 und 5 zeigen die Anwendung des Gebers als Windmesser,
in diesem Fall ist auf das Achsende ein Windflügel 16 aufgesetzt, der den Geber
anetriebt. Die offene Seite des Gebergehäuses ist durch einen Befestigungsflansch
17 abgeschlossen, der ebenfalls quadratisch ausgebildet, gegenüber dem Quadrat des
Gebergehäuses aber entsprechend kreuzweise versetzt ist, so daß sich dreieckförmig
überstehende Teile 18 mit Befestigungslöchern 19 ergeben. Der Kabelanschlußstutzen
6 ist auch in diesem Fall über Eck angeordnet.
-
Eine andere Befestigungsart für einen an einen Motor anzubauenden
Geber ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Bei diesem Beispiel ist der Motor mit
einem Schraubstutzen 21 versehen, und der mit einem Flansch 17 verbundene Geber
trägt eine auf den Flansch aufgeschraubte Platte 22, die in def Mitte mit einem
Innengewinde 23 zum Aufschrauben auf den Gewindestutzen 21 des Motorgehäuses versehen
ist.
-
Bei der Ausfuhrung nach den Fig. 8 und 9 ist das Gebergehäuse mit
einem runden Befestigungsflansch 24 ausgerüstet, der z. B. an ein Motorgehäuse od.
dgl. unmittelbar angeschraubt werden soll. Das Gebergehäuse weist an den Ecken des
Querschnittes Gewindelöcher 38 auf, die einerseits zum Anschrauben des Deckels I0,
andererseits des Flansches 24 dienen. Letzterer kann aber auch angeformt sein.
-
Beispiele für eine fliegende Lagerung des Gebers zeigen die Fig.
10 und II. Im Falle der Fig. 10 ist eine Brucke 25 vorgesehen, die unter Benutzung
der Befestigungslöcher 26 an die Stirnseite einer entsprechend großen Antriebsachse,
z. B. einer Eisenbahnfahrzeugachse oder an eine sogennante Gegenkurbel, angeschraubt
ist. Die Brücke weist in der Mitte eine Bohrung auf, durch welche die Welle 27 des
Gebers hindurchragt, die an ihrem Enden mit Gewinde versehen und durch eine Schraube
28 starr mit der Brücke 25 verbunden ist. Die Brücke mit dem Geberrotor läuft um,
während das über die nicht dargestellten Lager von dem Geberrotor getragene Geberhäuse
1 an der Drehbewegung nicht teilnimmt. Eine etwaige Reibungsmitnahme wird durch
die Haltewirkung des Kabels 8 verhindert, das zu irgendeiner Anschluß stelle des
Fahrzleugrahmens fuhrt und infolge seiner Biegsamkeit bei etwaigen. Achsstößen den
Bewegungen des Fahrzeugrahmens nachgeben kann, ohne aber eine vollständige Drehung
bzw. Mitnahme des Gehäuses I zuzulassen.
-
Die Befestigungsbrucke der Fig. 10 erfordert einen gewissen Platz
in der Axialrichtung, der nicht immer vorhanden ist. Soll die Bauart möglichst kurz
ausfallen, so empfiehlt sich die Ausführung nach Fig. II, bei der an Stelle einer
Brücke
eine einfache gestreckte Lasche benutzt wird mit welcher
die Geberwelle 27 durch eine Vernietung oder Verschweißung 3:0 unlösbar verbunden
ist. Mit Hilfe der Befestigungslöcher 31 kann jedoch der Geber samt Lasche achsmittig
an der Antriebsachse bzw. einer Gegenkurbel lösbar befestigt werden. Die konische
Verjüngung 12 ist gerade bei Gegenkurbelantrieb vorteilhaft, um das Einkleinmen
von Steinen u. dgl. zu verhüten.
-
Die Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das Gehäuse I
statt mit einem radial heraustretenden Kabelstutzen mit einem Schaltkasten 32 versehen
ist, der von gleichem Querschnitt wie das Gehäuse I auf die eine Stirnseite aufgesetzt
ist.
-
Das Kabel 8 führt in diesem Falle über einen Stutzen 6 aus dem Schaltkasten
32 heraus. Dieses Beispiel zeigt zugleich eine weitere Anbaumöglichkeit des Gebers
mit Hilfe eines Gehäusestutzens 33, der von einer Befestigungsmuffe 34 umfaßt wird,
die ihrerseits mit B efes;tigungsmi'tteln für die Montage an Ort und Stelle versehen
ist.
-
Schließlich zeigt die Fig. r3 noch eine Ausführungsmöglichkeit, bei
welcher ein Befestigungsstutzen 3,5 des Gebers mit Gewinde versehen ist und in das
Innengewinde eines. Antriebsgehäuses 3.6 eingeschraubt wird.
-
Die Kupplung des Gebers mit den Antnilebsachsen erfolgt in irgendeiner
geeigneten Weise, z. B. in Fig. g mit Hilfe einer Zunge 37 oder auf irgendeine andere
bekannte Weise.
-
Mit den Mitteln der Erfindung gelingt les, praktisch alle Anbaufälle
unter Zugrundelegung eines einzigen Gehäusekörpers und einheitlicher elektrisch-magnetischer
Ausführung des Gebers zu erfassen und dadurch die Herstellung von Gebern sowie ihre
Verwendungsmöglichkeiten erheblich zu verbessern.