WO1994021026A1

WO1994021026A1 - Mit einer anlaufhilfe ausgestatteter synchronmotor

Info

Publication number: WO1994021026A1
Application number: PCT/DE1994/000174
Authority: WO
Inventors: Werner Hangmann
Original assignee: Hanning Elektro-Werke Gmbh & Co.
Priority date: 1993-03-01
Filing date: 1994-02-18
Publication date: 1994-09-15
Also published as: DE9313843U1; DE9302945U1

Abstract

Bei einem mit einer Anlaufhilfe ausgestatteten Synchronmotor, dessen permanentmagnetisch erregter Rotor mit einer Last, wie beispielsweise dem Laufrad einer Förderpumpe, nach dem Zurücklegen eines Verdrehspiels kuppelbar ist, wobei ein erstes Kupplungsteil aus einem auf seiner Innenseite in beiden Motordrehrichtungen Anschlagschultern (19/20) aufweisenden Kupplungsring (16) und ein zweites Kupplungsteil aus einem innerhalb dieses Kupplungsringes (16) von einer zylindrischen Nabe (17) ausgehenden Mitnehmernocken (18) besteht, der in dem vom Kupplungsring (16) und der zylindrischen Nabe (17) gebildeten Ringspalt (21) zwischen den beiderseitigen Anschlagschultern (19/20) des Kupplungsringes (16) beweglich ist und unter Vermittlung von in dem Ringspalt (21) befindlichen elastischen Rotationskörpern (22/23) mit den Anschlagschultern (19/20) des Kupplungsringes (16) in Eingriff gelangt, soll das Geräuschverhalten weiter verbessert werden, ohne daß es zu Verschleißerscheinungen der Rotationskörper (22/23) kommt. Dazu sind die in dem vom Kupplungsring (16) und der zylindrischen Nabe (17) gebildeten Ringspalt (21) untergebrachten, vorzugsweise walzenförmigen elastischen Rotationskörper (22/23) insofern unter Vorspannung in den Ringspalt (21) eingefügt, als ihr Durchmesser die Spaltbreite um ein entsprechendes Maß übersteigt. Auf diese Weise werden vor allem verminderte Relativgeschwindigkeiten zwischen den einzelnen Kupplungsteilen sowie daraufhin eine weitgehende Anschlagdämpfung erreicht.

Description

Mit einer Anlaufhilfe ausgestatteter Synchronmotor

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen mit einer Anlaufhilfe ausge¬ statteten Synchronmotor, dessen permanentmagnetisch erreg¬ ter Rotor mit einer Last, wie beispielsweise dem Laufrad einer Förderpumpe, nach dem Zurücklegen eines Verdrehspiels kuppelbar ist, wobei ein erstes Kupplungsteil aus einem auf seiner Innenseite in beiden Motordrehrichtungen Anschlag¬ schultern aufweisenden Kupplungsring und ein zweites Kupp¬ lungsteil aus einem innerhalb dieses Kupplungsringes von einer zylindrischen Nabe ausgehenden Mitnehmernocken be¬ steht, der in dem vom Kupplungsring und der zylindrischen Nabe gebildeten Ringspalt zwischen den beiderseitigen An¬ schlagschultem des Kupplungsringes beweglich ist und unter Vermittlung von in dem Ringspalt befindlichen elastischen Rotationskörpern mit den Anschlagschultern des Kupplungs¬ ringes in Eingriff gelangt.

Eine in dieser Art für einen Pumpenmotor gestaltete Anlauf¬ hilfe ist aus der EP 0 514 272 AI bekannt. Bei der dort in Fig. gezeigten Konstruktion sind den dazugehörigen An¬ gaben der Beschreibung zufolge die zur Geräuschminderung bestimmten elastischen Rotationskörper in dem zwischen den Kupplungsteilen vorhandenen Ringspalt frei beweglich unter¬ gebracht. Diese Anordnung bewirkt jedoch infolge der auf¬ tretenden hohen Belastungen erfahrungsgemäß eine ebenso schnelle Zerstörung der Pufferelemente, als wenn sie ent¬ sprechend der Fig. 2 mit einem der Kupplungsteile fest ver¬ bunden wären. Vielmehr können solche nachgiebigen Zwischen¬ glieder den auftretenden Druckbelastungen nicht standhalten und stellen deshalb keine geeignete Möglichkeit dar, die beiderseitigen Anschlaggeräusche der Kupplungsteile auf Dauer erfolgreich herabzusetzen. Bei diesem Stand der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, einen hinsichtlich des Geräuschverhaltens weiter verbesserten Synchronmotor zu schaffen, dessen Dämp¬ fungselemente den bei der Kupplungsmitnahme wirksam werden¬ den Beschleunigungsspitzen aufgrund besonderer konstrukti¬ ver Vorkehrungen ohne Verschleißerscheinungen zu widerste¬ hen vermögen.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe wird in der Hauptsache darin gesehen, daß die in dem vom Kupplungs- ring und der zylindrischen Nabe gebildeten Ringspalt unter¬ gebrachten elastischen Rotationskörper insofern unter Vor¬ spannung in den Ringspalt eingefügt sind, als ihr Durchmes¬ ser die Spaltbreite um ein entsprechendes Maß übersteigt. Durch dieses Merkmal werden die Rotationskörper im Gegen¬ satz zu ihren bisher fest oder frei beweglich angeordneten Vorgängern nun im Ringspalt fortwährend geringfügig defor¬ miert, wodurch sich zwischen den beiden Kupplungshälften ein ständiger Kraftschluß ergibt. Das führt einerseits da¬ zu, daß bereits vor dem Zeitpunkt des Anschlags eine gewis¬ se Drehmomentübertragung erfolgt, welche die Relativge¬ schwindigkeit der den Ringspalt bildenden Teile herabsetzt und somit die von den Rotationskörpern aufzunehmenden Schlagbeanspruchungen wesentlich verringert. Als zweiter Vorteil kommen dauernd wirkende Anstellkräfte in der Rotor¬ lagerung zustande, die alle sonst dort auftretenden Klap¬ pergeräusche aufheben. Dadurch gelingt es also, den mit der neuartigen Anlaufhilfe ausgerüsteten Motoren ein zuvor nicht realisierbares günstiges Geräuschverhalten zu ver¬ leihen.

Weiterbildungen der Erfindung haben zusätzliche zweckmäßige Ausgestaltungen zum Ziel, mit denen noch bessere Wirkungen des Anmeldungsgegenstandes erreicht werden sollen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gelangt anhand der

ERSATZBLATT Zeichnungen zur Beschreibung. Darin zeigen im einzelnen:

Fig. 1 den Axialschnitt einer die Erfindungsmerkmale in ihrem Antriebsmotor aufweisenden Zentrifugalpumpe,

Fig. 2 den in Fig. 1 angegebenen Querschnitt A-B im Ruhe¬ zustand der Anlaufhilfe des Synchronmotors, und

Fig. 3 denselben Querschnitt in der nach dem Anlaufen des Motors von den Kupplungsteilen eingenommenen Stel¬ lung.

Der aus Fig. 1 hervorgehende Synchronmotor 1 setzt sich aus einem die Wicklung 2 aufnehmenden Stator 3 und dem darin umlaufenden Rotor 4 zusammen. Dieser Rotor 4 treibt über eine in Lagerbuchsen 5 und 6 gehaltene Rotorwelle 7 eine Zentrifugalpumpe 8 an, bei der es sich im vorliegenden Fal¬ le um die Laugenpumpe einer Waschmaschine handeln soll. Ihr mittels einer Dichtungsmanschette 9 vom Synchronmotor 1 ge¬ trenntes Pumpengehäuse 10 nimmt das auf dem freien Ende der Rotorwelle 7 befestigte Pumpenlaufrad 11 auf, von dem die zu fördernde Flüssigkeit durch den zentralen Saugstutzen 12 angesaugt und durch den radialen Druckstutzen 13 wieder aus dem Pumpenraum 14 heraustransportiert wird.

Da beim Anlaufen des Rotors 4 die von ihm ausgehende An¬ triebskraft erst nach dem lastfreien Zurücklegen eines Ver¬ drehspiels auf das Pumpenlaufrad 11 übertragen werden soll, ist der Rotor 4 der Rotorwelle 7 drehbar aufgesetzt sowie über eine zwischengeschaltete Kupplungsanordnung 15 damit verbindbar. Diese Kupplungsanordnung 15 setzt sich gemäß den Schnittdarstellungen der Fig. 2 und 3 insbesondere aus einem dem Rotor 4 stirnseitig aufgesetzten Kupplungsring 16 und einem als zweites Kupplungsteil von einer auf der Ro¬ torwelle 7 montierten zylindrischen Nabe 17 ausgehenden Mitnehmernocken 18 zusammen. Zwischen den in beiden Motor¬ drehrichtungen auf der Innenseite des Kupplungsringes 16 vorhandenen Anschlagschultern 19/20 und dem Mitnehmernocken 18 ist in den vom Kupplungsring 16 und der zylindrischen

ERSATZBLATT Nabe 17 gebildeten Ringspalt 21 jeweils ein elastischer Rotationskörper 22 bzw. 23 insofern unter Vorspannung ein¬ gefügt, als deren Durchmesser die Breite des Ringspaltes 21 um ein entsprechendes Maß übersteigt. Der dadurch vom Kupp¬ lungsring 16 auf die Nabe 17 ausgeübte ständige Kraftschluß wird noch erhöht, indem die Rotationskörper 22/23 Walzen¬ form besitzen.

Auch zur Erläuterung der mit der Kupplungsanordnung 15 er¬ zielten Wirkungsweise dienen die Fig. 2 und 3- Hierbei nehmen in Fig. 2 die Rotationskörper 22/23 eine Position ein, die im Stillstand des Synchronmotors 1 vorliegt. Setzt sich aus dieser Ruhestellung heraus der Rotor 4 in Richtung des Pfeiles C in Bewegung, werden die im Ringspalt 21 ein¬ gespannten Rotationskörper 22 und 23 unter eigenen Drehbe¬ wegungen vom Rotor 4 in dessen Drehrichtung C mitgenommen. Während sich infolgedessen der rechte Rotationskörper 23 dem Mitnehmernocken 18 der Nabe 17 nähert, eilt dieser auf¬ grund der durch den Walkvorgang der Rotationskörper 22/23 hervorgerufenen Drehmomentübertragung dem Rotationskörper 23 sowie der Anschlagschulter 20 des Kupplungsringes 16 bereits voraus, so daß es schließlich wegen ihrer damit verminderten Relativgeschwindigkeit zu einem weitgehend gedämpften Anschlag kommt, wenn sich die in Fig. 3 gezeigte Stellung ergibt, von der an die Rotorwelle 7 synchron mit dem Rotor 4 umläuft.

Durch die Verformung der Rotationskörper 22/23 in der De¬ formationsachse D werden gegen den Rotor 4 einerseits und die Rotorwelle 7 andererseits wirkende Kräfte F _R. und F_R_ erzeugt, deren resultierende Kraft F_R ein definiertes An¬ stellen der Lagerung des Rotors 4 auf der Rotorwelle 7 be¬ wirkt. Da sich auch während des Anschlages am Mitnehmer¬ nocken 18 etwa in derselben Richtung solche Anstellkräfte aufbauen, werden die sonst zwischen den betreffenden Bau¬ elementen entstehenden Schlag- und Klappergeräusche vermie¬ den.

ERSÄΓZBLATT Eine erfindungsgemäße Möglichkeit zur weiteren Verbesserung des betrieblichen Geräuschverhaltens soll darin bestehen, daß auf der vom Kupplungsring 16 umschlossenen Nabe 17 außer dem Mitnehmernocken 18 noch weitere diesem radial gegenüberstehende Mitnehmernocken sowie diesen jeweils am Kupplungsring 16 zugeordnete Anschlagschultern mit daran wirksam werdenden zusätzlichen elastischen Rotationskörpern vorgesehen sind. Allerdings ergibt sich hieraus dann für eine entsprechend gestaltete Kupplungsanordnung ein größe¬ rer Platzbedarf, der es besonders bei kleineren Motoren erforderlich machen kann, die sich radial gegenüberstehen- den Mitnehmernocken, deren Anschlagschultern am Kupplungs¬ ring 16 und die dazugehörigen Rotationskörper axial zuein¬ ander versetzt im Ringspalt 21 unterzubringen.

ERSATZBLATT

Claims

Patentansprüche:

1. Mit einer Anlaufhilfe ausgestatteter Synchronmotor, dessen permanentmagnetisch erregter Rotor mit einer Last, wie beispielsweise dem Laufrad einer Förderpumpe, nach dem Zurücklegen eines Verdrehspiels kuppelbar ist, wobei ein erstes Kupplungsteil aus einem auf seiner Innenseite in beiden Motordrehrichtungen Anschlagschul¬ tern aufweisenden Kupplungsring und ein zweites Kupp¬ lungsteil aus einem innerhalb dieses Kupplungsringes von einer zylindrischen Nabe ausgehenden Mitnehmer¬ nocken besteht, der in dem vom Kupplungsring und der zylindrischen Nabe gebildeten Ringspalt zwischen den beiderseitigen Anschlagschultern des Kupplungsringes beweglich ist und unter Vermittlung von in dem Ring¬ spalt befindlichen elastischen Rotationskörpern mit den Anschlagschultern des Kupplungsringes in Eingriff gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem vom Kupplungs¬ ring und der zylindrischen Nabe gebildeten Ringspalt untergebrachten elastischen Rotationskörper insofern unter Vorspannung in den Ringspalt eingefügt sind, als ihr Durchmesser die Spaltbreite um ein entsprechendes Maß übersteigt.

2. Synchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ringspalt der beiden Kupplungsteile un¬ ter Vorspannung eingefügten Rotationskörper Walzenform besitzen.

3- Synchronmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne , daß auf der vom Kupplungsring umschlossenen zylindrischen Nabe sich radial gegenüber¬ stehende Mitnehmernocken sowie diesen jeweils zugeord¬ nete Anschlagschultern am Kupplungsring mit daran wirk¬ sam werdenden elastischen Rotationskörpern vorgesehen sind.

ERSATZBLÄΓT Synchronmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich radial gegenüberstehenden Mitnehmernocken, deren Anschlagschultern am Kupplungsring und die dazu¬ gehörigen elastischen Rotationskörper axial zueinander versetzt angeordnet sind.

ERSATZBLATT