DE1199390B

DE1199390B - Einphasen-Induktionsmotor

Info

Publication number: DE1199390B
Application number: DEST18977A
Authority: DE
Inventors: Gottlieb Stoll
Original assignee: KURT STOLL K G MASCHINENFABRIK
Current assignee: KURT STOLL K G MASCHINENFABRIK
Priority date: 1962-03-17
Filing date: 1962-03-17
Publication date: 1965-08-26

Description

Einphasen-Induktionsmotor Damit ein einphasiger Induktionsmotor selbsttätig hochläuft, müssen Mittel vorgesehen sein, welche die Entwicklung eines Stillstanddrehmoments ermöglichen.
Ein solches Mittel ist bekanntlich eine zweite Wicklung, die im Ständer unterzubringen und gegen die Hauptwicklung um 90 elektrische Grad versetzt anzuordnen ist. Der Strom in dieser sogenannten Hilfswicklung muß außerdem eine zeitliche Phasenverschiebung gegenüber dem in der Hauptwicklung fließenden Strom aufweisen. Eine solche Phasenverschiebung läßt sich beispielsweise dadurch erzielen, daß entweder ein Kondensator, eine Drosselspule oder ein Wirkwiderstand mit der Hilfswicklung in Serie geschaltet und dieser Zweig dann parallel mit der Hauptwicklung an das Netz gelegt wird. Nach dem Hochlaufen des Motors kann die Hilfswicklung abgeschaltet werden, was meist selbsttätig mittels Wärmerelais, elektromagnetischen Relais oder Fliehkraftschaltern geschieht. Derselbe Effekt, also ein Stillstandsdrehmoment, läßt sich bei solchen Motoren ohne zusätzliche Kondensatoren oder Drosselspulen auch durch eine in Form von geeignet anaeordneten Kurzschlußbügeln ausgebildete Hilfswicklung erzielen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Einphasen-Induktionsmotor mit einem der bekannten Mittel zur Erzielung eines Stillstandsmoments und mit auf der Antriebswelle axial verschiebbar und frei drehbar angeordnetem Läufer, der im Stillstand durch Federkraft relativ zum Ständer verschoben ist und im Einschaltaugenblick durch die am Läufer angreifende magnetische Axial-Zugkraft unter überwindung der Federkraft durch Axialverschiebung über Kupplungselemente mit der Antriebswelle selbsttätig gekuppelt wird. Dadurch, daß bei derartigen-Motoren beim Einschalten des Stromkreises der von der Antriebswelle entkuppelte Läufer zunächst frei auf der Welle umläuft und erst nach seiner Axialverschiebung mit der Antriebswelle gekuppelt wird, besitzt der Rotor bereits vor der kraftschlüssigen Verbindung mit der Antriebswelle ein entsprechendes Drehmoment, das auf die Antriebswelle übertragen wird. Damit kann der Motor in solchen Fällen eingesetzt werden, wo ein kräftiges Anzugsmoment erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verschiebe- und Kuppelmechanismus zu schaffen, der betriebssicher und preisgünstig sowie in fertigungstechnischer Hinsicht möglichst einfach sein und darüber hinaus eine günstige Verteilung der angreifenden Kräfte und Momente bewirken sollte. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das mitnehmende Kupplungsteil am Kurzschlußring des Läufers angebracht ist und das mitgenommene, mit der Antriebswelle vereinigte Kupplungsteil zugleich als Abstützung für das die Federkraft ausübende Element dient.
Als zweckmäßig hat sich dabei erwiesen, den Kurzschlußring mit klauenförmigen Ansätzen zu versehen, die als Träger für das fest anzubringende Kupplungsteil dienen. Das mit der Antriebswelle vereinigte Kupplungsteil kann als Stift ausgebildet sein und das die Federkraft ausübende Element als Schraubenfeder, die sich mit ihrem dem Stift abgewandten Ende auf der Stirnseite des Läufers abstützt.
Eine axiale Verschiebung des Läufers, allerdings zusammen mit der Welle, wird bereits auch bei Verschiebeläufermotoren zu Bremszwecken ausgenutzt. Diese Motoren sind als dreiphasige Induktionsmotoren ausgeführt und besitzen einen konischen Ständer, dementsprechend auch einen konischen Läufer.
Beim Einschalten wird der konische Läufer durch die magnetische Zugkraft des Ständerfeldes in den Ständer gegen die Kraft einer Bremsfeder hineingezogen. Wird der Motor ausgeschaltet, so wird der Läufer von der Bremsfeder zurückgedrückt, wodurch eine Bremsscheibe gegen eine Bremsfläche gepreßt wird, so daß der Motor umgehend zum Stillstand kommt. Die axiale Bewegung des Läufers liegt dabei in der Größenordnung von 1 bis 3,5 mm.
Die Verwendung von Kurzschlußringen als Träger eines kuppelnden Teils ist insoweit bereits bekannt, als es Schleudermotoren gibt, bei denen ein Läufer-Kurzschlußring einen Bremsbelag trägt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand einer schematischen Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch den Einphasen-Induktionsmotor, F i g. 2 eine Draufsicht auf den Kupplungsteil, der am Kurzschlußring befestigt wird, F i g. 3 eine Ansicht längs des Schnittes AB durch F i g. 2, F i g. 4 eine Ansicht des Kupplungsteils im Grundriß, F i 5 eine Ansicht des Läufers mit dem Kupplungsteil in Richtung D der F i g. 1.
In F i g. 1 ist das die Wicklung 1 aufnehmende Ständerblechpaket mit 2 bezeichnet, während 3 den Kurzschlußläufer darstellt, an dessen beiden Stirnseiten sich die Kurzschlußringe 4 und 5 befinden.
Der Läufer ist verschiebbar auf der Antriebswelle 6 angeordnet. Zu diesem Zweck sind zwei Büchsen 7 vorgesehen, die fest an der Innenwandung des Läufers sitzen und auf der Welle gleiten können. Der zweckmäßigerweise aus einem geeigneten Kunststoff bestehende Ring 8 ist verschiebungssicher auf der Welle anaebracht und dient als die eine Begrenzung für die axiale Auslenkung des Läufers. Die andere Begrenzung wird durch den mit der Welle vereinigten Stift 9 verkörpert, der durch eine Bohrung in der Welle hindurchgesteckt sein kann und als Mitnehmer wirksam ist. An diesem Stift stützt sich eine Feder 10 mit ihrem Ende ab, während das andere Federende an einer an der Stirnseite des Läufers befestigten Ringscheibe 11 zur Anlage kommt.
Der Kurzschlußring 5 ist so gestaltet, daß er zwei klauenförmige Ansätze 12 aufweist, die in entsprechende Ausnehmungen 13 des Kupplungsteils 14 eingreifen. Dieses Kupplungsteil kann aus Kunststoff bestehen und mit dem Kurzschlußring verklebt sein.
Wie die F i g. 2 und 3 erkennen lassen, enthält der Kupplungsteil 14 Aussparungen 15 für den Stift 9. Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Anordnun- ist wie folgt: Der Läufer 3 ragt im Stillstand, bedingt durch die Axialkraft, welche die Feder 10 auf ihn ausübt, unter anderem abhängig von der Leistung des Motors bis zu einigen Zentimetern aus der Ständerbohrung heraus.
Mit dem Einschalten des Motors greift am Läufer eine solche magnetische Zugkraft in axialer Richtung an, welche die Federkraft zu überwinden sucht. Daher wird der Läufer in das Ständerinnere hereingezogen, wobei der Motor bereits umläuft. Das Kupplungsteil 14 kommt schließlich in Eingriff mit dem Stift 9, wenn der Motor bereits eine bestimmte Drehzahl erreicht hat. Die Drehzahl des Motors im Augenblick des Kuppelvorgangs läßt sich abhängig vom Ausmaß der axialen Verschiebung des Läufers gegen den Ständer und mindestens teilweise auch abhängig von der Federkonstante der Feder 10 in Grenzen einstellen. Beispielsweise kann der Läufer zur Zeit des Kuppelvorgangs nahezu mit Nenndrehzahl umlaufen. Durch das Schwungmoment des Läufers wird der Stift und damit die Motorwelle 6 mitgenommen.
Zum Zwecke der Kupplung des Läufers mit der Antriebswelle über das am Läufer-Kurzschlußring angebrachte und das als Abstützung für das Federkraft-Element dienende, mit der Antriebswelle vereinigte Kupplungsteil kann selbstverständlich irgendein bekanntes Kupplungsprinzip angewandt werden, sofern es sich für den vorliegenden Fall als zweckmäßig erweist.

Claims

Patentansprüche: 1. Einphasen-Induktionsmotor mit einem der bekannten Mittel zur Erzielung eines Stillstanddrehmoments und mit auf der Antriebswelle axial verschiebbar und frei drehbar angeordnetem Läufer, der im Stillstand durch Federkraft relativ zum Ständer verschoben ist und im Einschaltaugenblick durch die am Läufer angreifende magnetische Axial-Zugkraft unter überwindung der Federkraft durch Axialverschiebung über Kupplungselemente mit der Antriebswelle selbsttätig gekuppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das mitnehmende Kupplungsteil am Kurzschlußring des Läufers angebracht ist und das mitgenommene, mit der Antriebswelle vereinigte Kupplungsteil zugleich als Abstützung für das die Federkraft ausübende Element dient.
2. Einphasen-Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mitnehmende Kupplungsteil auf den Kurzschlußring des Läufers aufgeklebt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 853 308, 860 822; deutsche Auslegeschrift Nr. 1064 143.