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Elektromotor mit durch das Ständerfeld gesteuerter mechanischer Zusatzeinrichtung
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, bei welchem in Abhängigkeit vom Ständerfeld
eine mechanische Zusatzeinrichtung gesteuert bzw. bietätigt wird. Die Zusatzeinrichtung
kann aus einer Reibungsbremse, einer Kupplung, einem elektrischen Schalter (Umschalter)
oder einer ähnlichen Einrichtung bestehen. Im vorliegenden Falle ist besonders an
einen Drehstromkäfigläufermotor mit automatisch wirkender Stillhaltebremse im stromlosen
Zustand gedacht.
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Es sind an sich bereits Motoren mit soggenanntem Verschiebeanker bekannt,
bei denen beim Einschalten des Stromes der Anker eine axiale Bewegung ausführt und
mit seiner Welle eine Zusatzeinrichtung betätigt. Die in axialer Richtung auf den
Arbeitsanker (Rotor) wirkende Kraft des Magnetfeldes muß während des Laufes durch
ein Drucklager einer entgegengerichteten Federspannung entgegenwirken; dieses Drucklager
erfordert eine besondere Ölabdichtung und ist nicht nur kompliziert, sondern .auch
sperrig und teuer.
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Es ist auch bekannt, neben dem in axialer Richtung nicht beweglichen
Arbieitsanker einen Hilfs- oder Steueranker vorzusehen, der sich allein in axialer
Richtung bewegen und dabei Steuervorgänge ausführen kann.
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Es ist auch weiterhin vorgeschlagen worden, unter dem verlängerten
Ständemeisenpaket zylinderförmige
Körper aus magnetisierbarem Material
anzuordnen, welche entweder mitrotigelren oder nicht umlaufen, aber unter dem Einfluß
des Ständerfeldes axiale Bewegungen ausführen.
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Die Anordnungen mit rotierenden oder feststehenden magnetisierbaren
Verstellkörpern erfordern ein Ständereisenpaket, welches gegenüber demn Läufer Beinseitig
wesentlich verlängert ist. Mit Erfüllung dieser Forderung wachsen .die Achslänge
des Motors, der Durchmesser der Welle und die übrigen Abmessungen, so daß damit
das Gesamtgewicht und der Preis erhöht werden.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Elektromotor, bei welchem zur Beeinflussung
der magnetisierbaren Steuerkörper für die Zusatzeinrichtung das Ständereisienpaket
nur relativ geringfügig gegenüber dem Läufer verlängert werden muß.
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Zur Erzielung dieses Vorteils dienen vor allem zwei Maßnahmen: a)
Die Stirseitenverbindungen der Läuferwicklung (Kurzschlußringe) werden radial nach
innen, d. h. in Richtung auf die Welle verlegt, so daß die magnetisierbaren Steuerkörper
fast unmittelbar neben .den Läuferblechen angeordnet werden können.
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b) Der magretisierbare Steuerkörper bewegt sich nicht in axialer,
sondern in radialer Richtung. Der erfindungsgemäße Elektromotor, bei welchem die
durch die Feldkräfte bewegten magnetisierbaren Körper unter dem verlängerten Ständereisenpaket
an ,geordnet sind, ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseitenverbindungenn
der Läuferwicklung auf der Seite der Zusatzeinrichtung radial nach innen gegen die
Welle hin abgekröpft sind und daß in dem dadurch entstandenen kreisförmigen Hohlraum
eine oder mehrere Kreisringsegmente aus magnetisierbarem Material untergebracht
sind, welche die Zusatzeinrichtung betätigen.
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Diese Segmente aus magnetisierbarenn Material führen unter dem Einfluß
des Ständerfeldes radiale Bewegungen aus; welche über doppelarmige Hebel durch Daumenwirkung
in axiale Bewegungen der Zusatzeinrichtung inngesetzt werden.
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Um nun in Beinfacher Weise zu erreichen, daß die Stirnseitenverbindungen
der Läuferwicklung radial nach innen abgebogen werden können, setzt man, den Läufer
aus Blechen mit verschiedenen Schnitten zusammen. Der größte Teil des Läufers ist
aus normalen Blechen aufgebaut. Auf der Seite der Zusatzeinrichtung aber werden
einige Bleche vorgesehen, in denen die Nuten zur Aufnahme der Läuferstäbe radial
nach unten verlängert sind. Das Material zur Herstellung der Stirnseitenverbindungen
wird in die von den Stäben nicht ausgefüllten Hohlraume Beingebracht. An diese werden
auch die eigentlichen ringförmigen Stirnseitenverbindugen (Kurzschlußringe) angefügt,
die sich außerhalb des Läufers biefinden. Normalerweise werden in einem Arbeitsgang
die frei bleibenden Hohlräume und die ringförmige Verbindung bei gleichbleibendem
Leitquerschnitt ausgespritzt, so daß die Rotornuten und beidseitigen Kurzschlußringe
ein geschlossenes Ganzes aus hochleitfähigem Material bilden. Eine weitere Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Motors besteht in einer Zusatzeinrichtung in Form einer Lamellenbremse,
welche im stromlosen Zustand die Motorwelle arretieren soll.
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Das Wessen der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen noch
etwas näher erläutert. Fig. I stellt einen axialen Teilschnitt durch den Motor mit
Zusatzeinichtung und Lamellenbremse dar; Fig. 2 ist im halben Maßstab der Fig. I
eine rein schematische Darstellung der Zusatzeinrichtung; Fig.3 erläutert die Mittel
zur Betätigung der Lamellenbremse; Fig. 4 ist eine Seitenansicht zu Fig. 3; Fig.
5 und 6 zeigen Ausschnitte aus den Läuferblechen.
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Mit I ist das Gehäuse des Motors bezeichnet, in welchem das Ständerblechpaket
2 mit der Wicklung 3 einpaketiert ist. Das Läuferblechpaket 4 ist auf der Welle
5 aufgepreßt. Die Läuferstäbe sind mit 6 und die Stirnseitenverbindung en mit 6a
bzw. 6b bezeichnet. Auf der linken Seite ist eine Lamellenbremse dargestellt, welche
feststehende Reibungsringe 7 und mit der Welle rotierende Stahlblechsicheiben 8
enthält.. Die feststehenden Reibungsringe 7 sind durch Außennuten axial verschiebbar
im Lagerschild geführt, während die rotierenden Stahlscheiben 8 mit Innennuten ebenfalls
axial verschiebbar auf der Rotorwelle angeordnet sind. Der Anpreßdruck wird mit
Hilfe einer davorliegenden, nicht umlaufenden Druckplatte 9, die axial verschiebbar
ist, von seiner Spiralfeder Io, welche ein geschlossenes Mehreck bildet, Über doppelarmige
Hebel II ausgeübt. Wenn die Ständerwicklung vom Strom durchflossen wird, zieht das
entstehende Magnetfeld die magnetisierbaren Steuerkörper I2 an (vgl. die strichpunktierte
Lage in Fig. i), und die Hebiel I I geben die vorher angepreßte Druckplatte frei,
die sich unter der Einwirkung der relativ sichwachen Entlastungsfedern I3 von den
Lamellen abhebt, was durch Wahl der Hebeyübersetzung entsprechend abgestimmt werden
kann.
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Die Hebel I I besitzen im Abstand von den Gelenkpunkten zwischen letzteren
und den Steuerkörpern 12 Bohrungen, durch welche die Spiralfeder Io eingesetzt ist,
wobei die Wirkung, der Federspannung, wie erwähnt, je nach dem Abstande vom Drehpunkt,
verschieden groß ist.
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Die ganze Zusatzeinrichtung, einschließlich der Nachstellvorrichtung,
ist innerhalb des Lagerschildes 26 in einer geschlossenen Kammer eingebaut, die
so weit mit Öl gefüllt werden kann, daß die Lamellenbremse bis zu einer maximalen
Überlaufhöhe dauernd selbsttätig geschmiert wird.
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Das. bnegmsseitige Lagerschild wird zweckmäßig mit Außenrippen versehen,
die durch Beinen davorgesetzten Lüftungsflügel 27 .mit übergeschobener Haube z 8
seine dauernde Kühlung auch bei häufigem Schalten gewährleisten. .
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Um die Lage und Anordnung der Teile 9, i o und 13 besser veranschaulichen
zu können, sind diese Teeile inne Fig. z in rein schematischer Darstellung in, seiner
-Ansicht senkrecht zur Welle gezeigt.
Je nach der Polzahl der Statorwicklung
können zwei oder mehrere Steuerkörper 12 mit Gelenkhebeln II feststehend angeordnet
werden. Ein Decke1 2I dichtet das Lämellengehäuse einerseits ab, so daß die Bremse
sowohl trocken wie in Öl laufend verwendet werden kann, während motorseits Gelenkaugen
16 am Deckel angegossen sind, die den Gelenkhebeln als Lagerung dienen.
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Am Ende der Lamellenbremse ist einc Nachstellvorrichtung 14 angedeutet.
Diese Nachstellvorrichtung kann von Fall zu Fall verschieden ausgeführt werden.
Bei kleinen Bremsen wird man ein beson-_ deres Nachstellscheibenpaar (Fig. 4, Teil
22-23) vorsehen. Bei großen Bremsen, deren Lamellen eine genügende Dicke haben,
kann man die äußerste Lamelle selbst als Teil 23 dieser Nachstellvorrichtung benutzen.
Der zusätzliche Teil 22 ist dann nur noch in Gestalt einer hufeisenförmigen Keilgabel
erforderlich, die mit dem Rücken plan an der Lagerschildwand anliegt.
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Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, Vorkehrung gen zu treffen,
um den Anpreßdruck der Lamellen von außen ohne Demontage nachstellen zu können,
denn bei längerer Betriebsdauer ist trotz sorgfältiger Wartung und evtl. Öllauf
mit einer Abnutzung zu rechnen. Es sind daher Mittel erforderlich, die .gestatten,
die Lamellen der Bremse zwecks Einstellung oder Nachstellung von außen in axialer
Richtung bewegen zu können. Zu diesem Zweck sieht man eine besondere Druckplatte
vor oder man gibt, wie erwähnt, der letzten (außenliegenden) feststehenden Lamelle
ebenfalls eine keilförmige Fläche, die sich mit dem Teil 2-2 wieder deckt, wobei
beide Teile durch parallele Führungen 15 oder Keilnuten 15a gegeneinander plan verschoben
werden können.
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Diese beiden, durch Parallelflächen oder Nuten geführten Verstellscheiben
22 und 23 haben eine stetig an- bzw. absteigende, begrenzte Tiefe (Fig. 4). Wird
somit die Keilscheibe 22 in radialer Richtung verschoben, so wird durch Keilwirkung
eine axiale Nachstellung der Lamellen erreicht.
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Damit ein Drehen oder Verbiegen der Keilscheibe mit Sicherheit vermieden
wird, sieht man an der Scheibe 23 an der von dem Schieber nicht überstrichenen Seite
einen Führungsbolzen 24 vor, durch den die Scheibe 23 zu einer Bewegung parallel
zur Wellenachse gezwungen wird.
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Eine Verstellschraube 25, welche auf die bewegliche Stirnfläche der
Keilscheibe 22 drückt, braucht nicht aus dem Lagerschild herauszuragen, sondern
kann auch als Madenschraube ausgebildet sein. Eine oder mehrere Spiralfedern 18
innerhalb der beiden Keilscheiben bringen die Nachstellscheibe 22 beim Zurückschrauben
der Verstellschraube 25 stets wieder in ihre Anfangsstellung.
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Fig.5 zeigt ein Stück eines normalen Läuferbleches mit Nuten 19 für
die Läuferstäbe 6.
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Fig.6 zeigt eines der Endbleche mit einer vergrößerten Nut 2o, in
der außer dem Läuferstab 6 noch ein Teil der Stirnseitenverbindung 6a unfergebracht
wird.
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Der Erfindungsgedanke ist nicht auf die hier dargestellten und beschriebenen
Beispiele beschränkt; er kann in sinngemäßer Abwandlung der Grundidee auch in anderer
Form verwirklicht werden.