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Elektrische Maschine, deren Schallabgabe durch Körperschall unterbunden
werden soll Bei elektrischen Maschinen entstehen durch die wechselnde Anziehung
zwischen Ständer und Läufer, die beispielsweise durch die Nutung oder durch Unsymmetrien
des Luftspaltes hervorgerufen wird, Schwingungen im Ständer und im Läufer. Diese
mechanischen, Schwingungen rufen Luftschwingungen hervor. Sie pflanzen sich auch
durch die Maschine fort und werden auf das Fundament übertragen und bilden auch
hier eine Quelle von störenden Geräuschen. Um die durch Körperschall verursachte
Schallabgabe von elektrischen Maschinen zu unterbinden bzw. zu verringern, werden
erfindungsgemäß einzelne Konstruktionsteile, deren Schwingungen unterdrückt werden
sollen, aus zwei oder mehreren Schichten des gleichen oder verschiedener Baustoffe
aufgebaut, welche durch Aufschrumpfen, Aufwalzen, Verschweißen oder durch andere
mechanische Prozesse fest miteinander verbunden werden, wobei jedoch dafür Sorge
getragen ist, daß die Schichten nicht auf ihrer ganzen Fläche starr anliegen, sondern
sich an einzelnen Stellen derart voneinander abheben können, daß die einzelnen Schichten
Schwingungen gegeneinander ausführen können. Dadurch, daß die einzelnen Schichten
gegeneinanderschwingen können, wird eine auftretende Schwingung durch die Reibung
der beiden Schichten aneinander stark gedämpft und dadurch die Schwingung unterdrückt
bzw. die Schallabgabe durch Körperschall unterbunden. Es können aber auch zwei verschiedene
Konstruktionsteile
der elektrischen Maschine durch Aufschrumpfen,
Aufwalzen, Verschweißen oder durch andere mechanische Prozesse fest miteinander
verbunden werden, wobei jedoch die Konstruktionsteile nicht auf ihrer ganzen Fläche
starr aufeinander anliegen, sondern sich an einzelnen Stellen derart voneinander
abheben können, daß die beiden Teile gegeneinander Schwingungen ausführen können.
Damit die Schichten nicht auf ihrer ganzen Oberfläche starr aufeinander anliegen,
kann man an einzelnen Stellen Zwischenlagen z. B. aus Zinkweiß, Wasserglas od. dgl.
anbringen. Die Dicke dieser Zwischenlagen braucht nur gering zu sein, z. B. kleiner
als 1/10 mm. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß besondere Zwischenlagen vorgesehen
werden, sondern es genügen auch unter Umständen die natürlichen Unebenheiten der
Oberfläche, z. B. die Walzhaut, damit keine starre Auflage der Schichten an ihrer
ganzen Fläche erfolgt. Man könnte, um Schwingungen zu unterdrücken, daran denken,
einen. Konstruktionsteil aus zwei Schichten des Baustoffes herzustellen und zwischen
beide eine dicke Zwischenschicht von geräuschdämpfendem Material zu legen, so daß
sich die beiden Schichten aus dem Baustoff nicht berühren. Bei einer derartigen
Anordnung würde eine Geräuschverminderung nur durch die Dämpfung der Schwingungen
in dieser Zwischenschicht erfolgen. Eine solche Anordnung hätte außerdem noch den
Nachteil, daß man die Abmessungen der Maschine unnötig vergrößern müßte. Die Erfindung
schlägt deshalb einen anderen, Weg vor, in dem die Geräuschverminderung durch das
Schwingen der beiden Schichten gegeneinander infolge der dabei auftretenden Reibung
vermindert wird. Infolgedessen sind nur an einzelnen Stellen Zwischenlagen, und
zwar sehr dünne, vorgesehen.
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In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.
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Fig. I zeigt den Ständer einer elektrischen Maschine, z. B. das Magnetgestell
einer Gleichstrommaschine. Es besteht aus den beiden Ringen: I und 2, die ineinander
stecken und wobei beispielsweise der Ring 2 auf den Ring I aufgeschrumpft wird.
Man kann aber auch beispielsweise in der Weise vorgehen, daß man aus zwei rechteckförmigen
Platten die beiden Ringe bildet und sie z. B., wie dargestellt, an der Stelle 3
verschweißt. Hierauf wird der so gebildete Doppelring über einen Dorn gezogen, wodurch
ein festes Anliegen der beiden Ringe gewährleistet wird. Damit aber die beiden Ringe
nicht auf ihrer ganzen Oberfläche starr aufeinander anliegen, sondern Schwingungen
ausführen können, sind Zwischenlagen 4 an einzelnen Stellen vorgesehen. Diese können
beispielsweise aus Blei, Stanniol, Harz, Bitumen, Zinkweiß, Wasserglas oder ähnlichen
Stoffen bestehen. In Fig.2 ist ein Teil des Doppelringes nochmals vergrößert dargestellt.
Mit 4 ist wieder die Zwischenlage- bezeichnet, die, wie bereits erwähnt, eine Dicke
von 1/1o mm oder weniger besitzt. Wird der innere Ring durch das magnetische Feld
oder mechanisch zu Schwingungen angestoßen, so schwingen die beiden Ringe, wie durch
Pfeile angedeutet, gegeneinander, dadurch reiben die Oberflächen aufeinander, und
die Schwingungen werden verringert. In Fig. I ist auch noch schematisch die Befestigung
der Pole 6 dargestellt. Sie erfolgt zweckmäßig an dem inneren Ring durch Schrauben
5, wobei der äußere Ring eine Aussparung 7 für den Schraubenkopf besitzt. Diese
Befestigungsart hat den Vorteil, daß die Schwingungen, die durch das Magnetfeld
auf den Pol 6 übertragen werden, nicht auf den äußeren Ring durch die Schrauben
übertragen werden.
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Die Befestigung bzw. Halterung des Magnetgestells erfolgt an der äußeren
Schicht 2. Zu diesem Zweck sind mit dieser Füße 8 verbunden. Dies ist aus dem Grunde
vorteilhaft, weil die die Schwingungen erzeugenden Kräfte an der inneren Schicht
I angreifen, so daß die äußere Schicht 2 nur. geringfügige Schwingungen ausführen
kann und damit die Übertragung des Körperschalls auf das Fundament unterbunden wird.
Bei der Anordnung nach Fig. I ist angenommen, daß die Maschine ein Lagerschild 9
besitzt. Dies wird, da auch durch das Lagerschild Körperschall übertragen wird,
vorteilhaft an dem inneren Ring I befestigt. Man könnte das Lager auch an dem äußeren
Ring befestigen, dann ist es vorteilhaft, wie in Fig. I dargestellt, das Lagerschild
9 und den Lagerkörper Io in der gleichen Weise miteinander zu verbinden, wie es
für die Ringe I und 2 beschrieben ist, d. h:, man wird z. B. das Lagerschild 9 auf
den Lagerkörper Io aufschrumpfen und zwischen beiden wieder Zwischenlagen 4 anordnen.
Man kann aber auch, wie in Fig. I dargestellt, diese Konstruktion ausführen und
das Lagerschild an dem inneren Ring befestigen.
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Besitzt die Maschine Stehlager, so wird man z. B. das Gehäuse des
Stehlagers aus zwei Schichten, wie für die Ringe i und 2 beschrieben, herstellen
und in die innere Schicht den Lagerkörper einsetzen, oder man könnte auch den eigentlichen
Lagerkörper und das Gehäuse des Stehlagers in der gleichen Weise verbinden, wie
es für das Lagerschild in Fig. i dargestellt ist. Durch diese Ausbildung des Lagers
wird die Schallabgabe der Maschine durch Körperschall., welcher durch die Schwingungen
des Läufers eintritt, unterdrückt.
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Man kann jedoch auch, um die Abgabe von Körperschall infolge Schwingungen
des Läufers zu verhindern, den Läufer allein oder zusätzlich mit den Lagern so ausbilden,
daß der Läufer aus zwei Schichten besteht, wie es für das Magnetgestell in Fig.
i beschrieben ist.
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Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigt die Fig. 3. Auf der Welle 13 sitzt
ein Ring 14, auf welchem ein Ring 15 z. B. aufgeschrumpft ist. Es sind wieder besondere
Zwischenschichten 4 vorgesehen. Die beiden Ringe könnten aber auch in der gleichen
Weise hergestellt sein, wie es für die Ringe i und 2 der Fig. i erläutert ist. Das
aktive Eisen, das aus einzelnen Blechsegmenten 16 besteht, wird an dem äußeren Ring
15 befestigt. Zu diesem Zweck ist, wie aus Fig. 4 ersichtlich, der Ring 15 so ausgebildet,
daß das Blechpaket 16 sich an der einen
Seite an den Ringen anlegen
kann, während auf der anderen Seite eine Druckplatte 17 vorgesehen ist, die durch
Schraubenbolzen 18 angezogen werden kann.
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Während bei den bisherigen Ausführungsbeispielen die beiden durch
geringe Zwischenräume getrennten Ringe gleiche Stärke besaßen, kann man ihnen auch
verschiedene Stärke geben. Häufig ist es vorteilhaft, auf einen dickeren inneren
Ring einen dünneren äußeren Ring aufzuziehen, weil das die Herstellung erleichtert.
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Man kann auch die einzelnen Konstruktionsteile aus mehreren Schichten
verschiedenen Materials herstellen. Die Schicht,.. an welcher die die Schwingungen
erzeugenden Kräfte nicht angreifen, kann man auch vorteilhaft aus einem Material
höherer innerer Dämpfung herstellen; also beispielsweise den Ring 2 aus Gußeisen,
während der Ring I aus Stahl besteht.
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Man kann auch zwei Schichten zweier verschiedener Konstruktionsteile
in der beschriebenen Weise miteinander verbinden. In Fig.5 ist ein Ausführungsbeispiel
dafür für einen Flanschmotor dargestellt. Der Flansch 21, der eine zylinderförmige
Öffnung besitzt, ist mit dem Gehäuse 2o des Motors, beispielsweise durch Aufschrumpfen,
verbunden, wobei durch Zwischenlagen 4 wieder dafür Sorge getragen ist, daß die
beiden Schichten gegeneinanderschwingen können. Auch hier wird erreicht, daß die
entstehenden Schwingungen stark gedämpft sind, so daß eine Schallabgabe durch Körperschall
vermindert wird. Ein anderes Ausführungsbeispiel für einen Motor mit Füßen zeigt
die Fig. 6. Der Ring 22 ist mit dem Motorgehäuse 20 in der gleichen Weise verbunden,
wie es für den Flansch 21 und das Motorgehäuse 2o in Fig. 5 beschrieben ist. Der
Ring 22 trägt Füße für die Befestigung des Motors.
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Um die Schallabgabe infolge Körperschalls zu vermindern, kann man
auch, wie in Fig.7 dargestellt, einen Metallkörper 25 in den Fuß 26 der elektrischen
Maschine einsetzen. Dieser zylinderförmige Metallkörper kann beispielsweise mit
dem Fuß dadurch verbunden werden, daß seine innere. Bohrung über einen Dorn gezogen
wird. Wie Fig. 8 zeigt, sind. zwischen dem Metallkörper 25 und dem Fuß 26 wieder
Zwischenlagen 4 an einzelnen Stellen vorgesehen. Die Schrauben 28 dienen zur Befestigung
auf der Fundamentplatte 27.
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In Fig. g ist dargestellt, daß man auch die Fundamentplatte aus zwei
oder mehreren Teilen herstellen kann. Im Ausführungsbeispiel besteht sie aus den
Teilen 30 und 31, die beispielsweise an einzelnen Punkten verschweißt sein
können. Es sind wieder Zwischenlagen 4 vorgesehen. Auf der Fundamentplatte ruhen
die beiden Lagerböcke 32 der Maschine. Die untere Fundamentplatte sitzt auf dem
Boden auf, während die obere z. B. etwas kürzer gehalten ist und vom Boden isoliert
ist.
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Man könnte auch, um eine weitere Geräuschverminderung zu erzielen,
beispielsweise bei der Anordnung nach Fig. I, die Maschinenfüße mit z. B. mit Bitumen
getränkten Wickeln versehen oder auch die Fundamentplatte mit solchen Wickeln versehen.
Man könnte auch beispielsweise die Füße mit dem Gehäuse so verbinden, daß das Gehäuse
gegen die Füße schwingen kann, indem man beispielsweise an einzelnen Stellen Zwischenlagen
vorsieht (vgl. Fig. i links) und an anderen Stellen das Gehäuse mit den Füßen verschweißt.
Die Schweißung ist nur an einzelnen Punkten vorzusehen, damit die Schwingungen nicht
von dem einen auf den anderen Teil zu stark übertragen werden. .