DE1488452A1

DE1488452A1 - Mit Wechselstrom betreibbarer Kollektormotor

Info

Publication number: DE1488452A1
Application number: DE19651488452
Authority: DE
Inventors: Fritz Schaedlich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1965-11-09
Filing date: 1965-11-09
Publication date: 1969-04-10
Also published as: GB1163834A; CH444949A; US3463950A

Description

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ROBERT B-O SOH SMBH, Stuttgart W, BreitBoheidatraße .4 Mit Wechselstrom betreibbarer Kollektormotor

Die Erfindung bezieht aiolx auf einen mit Wechselstrom betreibbaren Kollektormotor, dessen Rotor über ein Getriebe mit der anzutreibenden Last in Verbindung steht*

Ein mit Wechselstrom betriebener Kollektormotor erteilt seinem Rotor jedesmal bei dem durch eine Halbwelle verursachten Aufbau des Magnetfeldes einen Besohleunigungsstoß, wodurch der Rotor ein pulsierendes Drehmoment zur Verfügung stellt. Diese Besohleunigungsstöße treten, wenn die anzutreibende Last fest an die Rotorwelle gekuppelt ist, nie^t störend in Erscheinung, weil sie durch die Trägheit der Masse der rotierenden Teile ausgeglichen werdenο Befindet sloh dagegen zwischen der Rotorwelle und der anzutreibenden Last notwendigerweise ein Getriebe, z.B. ein Zahnradgetriebe, dessen Glieder, im Beispielsfall die Zahnräder,

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mit Spiel im gegenseitigen Eingriff stehen, eo verursacht die beim Aufbau dee» Magnetfeldes entstehende Beschleunigung des Rotors ein Anschlagen des antreibenden Getriebegliedes an das anzutreibende (Jetriebeglied, wogegen durch die beim Abbau dee Magnetfeldes entstehende Verzögerung des Rotors das anzutreibende Getriebeglied an das zum Antrieb bestimmte Getriebeglied schlägt. Diese Schläge beanspruchen nioht nur das Getriebe, sondern verursachen auch ein unüberhörbarös Geräusch, das insbesondere beim ständigen Gebrauoh von Handwerkzeugmaschinen, κ. B. ^ Poliermasehinen, in denen vornehmlich ein Motor mit Getriebe der eingangö erwähnten Art Verwendung findet, Bohr störend auf den Bedienenden und ihm benachbarte Personen wirkt«

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das erzeugte pulsierende Drehmoment des Rotors bei der Übertragung auf das Getriebe mit einfachen Mitteln zu glätten und aminen Einfluß auf s.chwingungsfähige Teile au unterbinden«

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich in der mechanischen Verbindung zwischen Rotor und Getriebe wenigstens ein elastisches Zwischenstück befindet«, dessen Elastizität so gewählt ist, daß es mechanische Schwingungen von min- W destens der doppelten Frequenz des den Motor speisenden Wechselstroms absorbiert.

Es ist (nach DAS 1 167 432) zwar schon bekannt, die Rotorwelle hohl auszubilden und darin einen 'üorsiotisstab anzuordnen, mit dem unter Zwischenfügung einer Dämpfungseihrichtung eine drehelastische Verbindung zwischen Rotor und Getriebe hergestellt wird. Bei dieser Anordnung soll beim plötzlichen Abbremsen der über das Getriebe angetriebenen Last die kinetische Energie des Rotors im Torsionsstab als potentielle Energie gespeichert und

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diese wiederum duroh die Dämpfungseinrichtu&g ohne mehrmaliges Pendeln rasch abgebaut werden.

Demgegenüber soll durch die Erfindung eine Verbindung «wischen Rotor und Getriebe geschaffen werden, die außer den beim plötzlichen Antreiben bzw. Abbremsen der Last entstehenden Torsionsbeanspruohungen der Welle auch die Pulsation des erzeugten Drehmoments aufnimmt» wozu sich die bekannte Anordnung nioht eignet, weil isie dafür zu starr ist. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf mit Wechselstrom betreibbare Kollektormotoren kleinerer Dimension, wie sie vornehmlich in Handwerkzeugmasohinen eingebaut sind, wogegen die bekannte Anordnung zur Anwendung an robusten Kurzeohlußläufermotoren gedacht ist.

Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfindung sind anhand des in der Zeichnung dargestellten Aueführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.

Ea zeigt ι

1 die teilweise längsgeschnittene Ansicht eines mit Wechselstrom betreibbaren Kollektormotore in erfindungsgemäßer Verbindung mit einem Zahnradgetriebe,

Fig. 2 die Ansicht der Getriebeseite dieses Motors und Fig. 3 einen gegenüber ^ig. 1 geänderten Aufbau der Rotorwelle.

Der dargestellte, mit Wechselstrom betreibbare Elektromotor hat ein Gehäuse 1 aus Isolierstoff, an dessen Innenmantel der aus einem Blechpaket 2 und einer Wicklung 3 bestehende Stator fest angeordnet ist. Innerhalb des Stators befindet sich ein Rotor, der aus einem Blechpaket 4, einer Wicklung 5 sowie einem

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Kollektor 6 "besteht und unter Zwischenlage einer Ieolierhülee 7 fest auf einem Hohlwellenteil 8 angeordnet ist. Der Hohlwellenteil 8 iet erfindungegemäß mittels eines elastiechen Zwisohenstückes 9 mit einem Wellenstumpf 10 verbunden, der mittels eines Kugellagers 11 im Gehäuse 1 gelagert ist und auf seinem außerhalb des Gehäuses 1 befindlichen Ende ein Kitzel 12 trägt« Das Ritzel 12 steht mit einem Zahnrad 13 im Singriff, das auf einem am Gehäuse 1 befestigten Zapfen 14 drehbar gelagert ist. Das Zahnrad 13 kann über seine Hohlwelle 15 unmittelbar oder Über weitere Zahnräder mittelbar mit einer nicht dargestellten anzutreibenden Lastpz*B« einer Polierscheibe, verbunden sein«

Das den Hohlwellenteil 8 mit dem Wellenstumpf 10 verbindende Zwischenstück 9 besteht erfindungsgemäß aus einem elastischen Material, das fähig ist, mechanische Schwingungen von mindestens der doppelten Frequenz des den Motor speisenden Wechselstroms zu absorbierenο Setzt man also im vorliegenden Fall voraus, daß der Motor mit dem üblichen Wechselstrom von 50 Hz gespeist wird, so muß das Zwischenstück 9 aus einem Material bestehen, das mechanische Schwingungen von wenigstens 100 Hz absorbiert« Damit ist gewährleistet, daß die am Rotor infolge des Auf- und Abbaues des Magnetfeldes entstehende Pulsation des Drehmomente nicht auf den Wellenstumpf 10 und damit das Getriebe 12_e 13 übertragen wird. Als Material für das elastische Zwischenstück 9 wird der Billigkeit und der Haltbarkeit wegen zweckmäßig Gummi gewählt. Es können aber auch andere, für Kraftspeicher geeignete Materialien Verwendung finden, wobei diese hinsichtlich ihrer Festigkeit so ausgewählt werden müssen, daß das Zwischenstück 9 fähig ist, das Drehmoment vom Rotor auf das Getriebe zu übertragen, ohne bei der dauernden Beanspruchung zerstört zu werden«

Eine konstruktiv einfache Befestigung des elastischen Zwischenstückes 9 ergibt sich nach der Erfindung dadurch, daß die beiden

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Wellenteile θ, 10 an den einander zugekehrten Enden mit Flanschen 16, 17 versehen sind, durch die Stifte 18, 19 in dae elastische Zwischenstück 9 greifen»

Um das elastische Zwischenstück 9 leicht montieren und demon» tieren zu können, ist die Teilung gemäß der Erfindung in die Querschnitteebene der Welle gelegt und raummäßig zwieohen Rotor und Getriebe vorgesehen·

Eine einwandfreie Lagerung und exakte Führung der beiden Wellen- -teile 8, 10 erhält man erfindungsgemäß dadurch, daß ihre einander zugekehrten Stirnseiten zentrische Bohrungen 20, 21 aufwei- -sen, in die ein Verbindungsbolzen 22 greift. Dieser ist in der Bohrung 21 des Wellenstumpfes 10 fest und in der Bohrung 20 des Hohlwellenteiles 8 zu ihm relativ drehbar angeordnete Xn dem Hohlwellenteil θ kann der Verbindungsbolzen 22 sich über seine gesamte Länge erstrecken oder, wie flg. 3 zeigt» nur in den der Wellenteilung benachbarten Bereich ragen, wobei dann der nicht den Verbindungsbolzen 22 überdeckende Bereich der Hohlwelle 8 vorzugsweise voll ausgebildet 1st.

Da der Verbindungsbolzen 22 nur zur Unterstützung der Führung und Lagerung der Wellentelle 8, 10 dient, dabei jedoch keine ( wesentlichen Kräfte aufzunehmen hat, werden hinsichtlich seiner Festigkeit keine hohen Ansprüche gestellt, so daß er erfindungsgemäß aus Isolierstoff, z.B. Hartfaserglas, bestehen kann* Wenn das Gehäuse 1, das elastische Zwischenstück 9 und der Verbindungsbolzen 22 aus Isolierstoff bestehen, ergibt sioh hierdurch gleichzeitig nooh der weitere Vorteil, daß bei einem Sohaden des Motors keine elektrischen Berührungsspannungen nach außen treten können .'

Ferner empfiehlt es sich, den Hohlwellenteil 8 an dem der Teilung abgekehrten Snde unter Zwischenlage eines Nadellagers 23

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in eine Hülse 24 einzusetzen, die zwei diametral gegenüberliegende Träger 25 ie für eine isoliert daran angeordnete, mit einer nicht dargeatellten Ansohlußlltze versehene Kollektorbttrate 26 aufweist und mittels einer elastischen Hülse 27 in dem Motorgehäuse 1 befestigt ist.

Da beide Bürsten 26 mit ihren Halterungen 25 eioh nur durch die diametrale Lage unterscheiden, ist davon nur eine gezeigt.

^ Die elastische Hülse 27 zwischen dem Gehäuse 1 und dar Bürstenträgerhülee 24 verhindert dabei, daß durch dae pulsierende Drehmoment hervorgerufene Schwingungen unter Umgehung des zwischen den Wellenteilen 8, 10 befindlichen elastischen Zwischenstückes 9 auf das öehäuae 1 und damit auch auf daß Getriebe 12, 13 übertragen werden j Alib diesem Grunde ist es auch zweokmäßig, eine Feder 26 _t die in einer in das Gehäuse 1 eingedrehten Sohraube 29 abgestützt ist und die Bürste 26 an den Kollektor 6 drückt, nicht unmittelbar, sondern unter Einfügung einer elastischen Zwischenlage 30 an die Bürste 26 zu legen₉ um auch hinr eine Weiterleitung von Schwingungen au unterdrücken»

Außerdem wird durch die elastische Hülse 27 und durch die ela- W stische Zwischenlage 30 eine Relativbewegung der Bürsten 26 gegenüber dem Kollektor 6 vermieden, so daß gleichzeitig auoh hierdurch entstehende Schwingungen und daraus resultierende Geräusohe unterbunden werden» Dabei muß aber sowohl die elastische Hülse als auoh die elastische Zwischenlage 30 mindestens die gleiche Elastizität haben wie das zwischen den Wellenteilen 8, 10 befindliche elastische Zwischenstück 9«

Soll in dem Motor ein Lüfter 31 Anwendung finden, so empfiehlt ea sich, diesen ebenfalls mit einer elastischen Lagerung «u versehen, weil er die beim Abbau des Magnetfeldes entstehende Ter-

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»ögerung dee Rotors und damit die Pulsation dee erzeugten Drehmoment ee unterstützte Eine einfache elastische lagerung dee Lüfters 31 ergibt sich, wenn das zwischen den Wellenteilen 8, 10 befindliche elastische Zwischenstück 9 selbst dazu Verwendung findet« Beim ^ueführungsbeiapiel ist der lüfter 31 mit seiner Nabe unmittelbar auf das Zwischenstück 9 aufgepreßt«

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Claims

1. Mit Wechselstrom betreibbarer Kollektormotor, dessen Rotor über ein Getriebe mit der anzutreibenden Last in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der mechanischen Verbindung zwischen Rotor und Getriebe wenigstens ein elastisches Zwischenstück (9) befindet, dessen Elastizität so gewählt ist, daß es mechanische Schwingungen von mindestens der doppelten Frequenz des den Motor speisenden Wechselstroms absorbierte

2„ Elektromotor nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verbindung zwischen Rotor und Getriebe aus einer geteilten Welle besteht und das elastische Zwischenstück (9) zur Kupplung der beiden Wellenteile (Θ, 10) Vorwendung findet«

3ο Elektromotor naoh Anspruoh 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung der'Welle in ihrer Quersohnittsebene liegt und sioh raummäßig zwischen Rotor und Getriebe befindet.

4» Elektromotor naoh Anspruch 1 bis 3, daduroh gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Enden der Wellenteile (8, 10)

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je mit einem ?lansoh (16, 17) versehen und damit an dem elastieohen Zwischenstück (9) befestigt sind«

5ο Elektromotor nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenteile (8, 10) an den einander zugekehrten Stirnseiten je eine zentrische Bohrung (20, 21) aufweisen, in die ein Verbindungebolzen (22) greift, der in der Bohrung (21) m des einen Wellenteiles (10) fest und in der Bohrung (20) des anderen Wellenteilee (Θ) relativ zu ihm drehbar angeordnet ist.

6» Elektromotor nach Anspruch 1 bis 5, daduroh gekennzeichnet, daß der Verbindungsbolzen (22) aus Isolierstoff, z.B. Hart« fanerglas, besteht.

7β Elektromotor nach ^Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Rotor zugeordnete Wellenteil (8) mit dem der Teilung abgekehrten Ende in einer Hülse (24) gelagert iat, die zwei Träger (25) je für eine Kollektorbürste (26) aufweist und mittels einer elastischen Hülee (27) in dem Motorgehäuse (1) befestigt ist, wobei die letztgenannte Hülee (27) mindestens die gleiche Elastizität wie das elastische Zwischen stück (9) zwischen den Wellenteilen (8, 10) besitzt.

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Elektromotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in dein Träger (25) geführte, mittel» einer Feder (28) gegen den Kollektor (6) gedrückte Bürste (26) ihren Federdruck übor eina elastische Zwischenlage (30) erhält, die mindesteno die gleiche Elastizität wie das elastische Zwischenstück (9) zwischen dQn Wellenteilen (8, 10) besitzt*

9* Elektromotor nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den Wellenteilen (8 _f 10) befindliche elastische Zwischenstück (9) als Lagerung für einen Lüfter (31) Verwendung findet.

10. Elektromotor nach Anspruch 1 bis 9, daduroh gekennzeichnet, daß das elastische Zwischenstück (9) zwischen den Wellenteilen (8, 10), die elastische Hülse (27) zwischen Motorgehäuse (1) und Büratenträgerhülse (24) und die elastische Zwischenlage (30) zwischen Jeder Kollektorbürste (26) und ihrer Andrückfeder (28) aus Gummi bestehen,,

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