DE942404C - Elektromotor mit durch das Staenderfeld gesteuerter mechanischer Zusatzeinrichtung - Google Patents

Description

• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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. .
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Fig.5 zeigt ein Stück eines normalen Läuferbleches mit Nuten 19 für die Läuferstäbe 6.
• 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.
• 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.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE. I. Elektromotor mit durch das Ständerfeld gesteuerter mechanischer Zusatzeinrichtung, bei welcher die durch die Feldkräfte bewegten magnetisierbaren Körper unter dem verlängerten Ständereisenpaket angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseitenverbindungen (6a) der Läuferwicklung auf der Seite der Zusatzeinrichtung radial nach innen gegen die Welle hin r -förmig abgebogen sind und daß in dem dadurch entstandenen kreisringförmigen Hohlraum eine oder mehrere Kreisringsegmente (12) aus magnetisierbarem Material untergebracht sind, welche die Zusatzeinrichtung betätigen.
2. 2. Elektromotor nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisringförmigen Segmente (12) aus magnetisierbarem Material unter dem Einfluß des Ständerfeldes radiale Bewegungen ausführen und daß diese Bewegungen über doppelarmige Hebel (I I) in .axiale Bewegungen der Zusatzeinrichtung umgesetzt werden.
3. 3. Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, däß die doppelarmigen Hebel (I I) verschieden lange Armre besitzen, derart, daß dadurch die Bremswirkung verstärkt wird.
4. 4. Elektromotor nach Anspruch I, in Form eines Drehstrolmkäfigläufermotors, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer auf der Seite der mechanischen Zusatzeinrichtung einige Bleche aufweist, in denen die Nuten zur Aufnahme der Läuferstäbe radial nach unten verlängert sind, daß das Material zur Herstellung der Stirnseitenverbindungen in die von den Stäben nicht ausgefüllten Hohlräume eingebracht, insbesondere eingespritzt ist und daß die eigentlichen ringförmigen Stirnseitenverbindungen die von den Stäben nichtausgefüllten Hohlräume außerhalb des Läufers überdecken, unter Beibehaltung des Leit-Querschnittes der Nutenstäbe und der Kurzschlußringe.
5. 5. Elektromotor nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzeinrichtung aus einer Stillhalte-Reibungsbremse, insbesondere in Form einer Lamellenbremse (7, 8) besteht.
6. 6. Lamellenbremse zur Verwendung bei einem Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die gestatten, die Lamellen der Bremse zwecks Einstellung oder Nachstellung von außen in axialer Richtung zu bewegen.
7. 7. Lanmellenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Ende der Lamellenbremse ein Druckscheib,enpaar (22, 23) ,oder ;eine letzte Lamelle mit Nutenführung, keilförmig wirkend, angeordnet sind, die stetig ansteigende bzw. .abnehmende Tiefe haben, um den Anpreßdruck der Lamellen zu ändern. 8: Lamellenbremse nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die am äußersten Ende eingelegte Keilscheibe axial durch radiale Spindelwirkung auf und ab geschoben werden kann und durch eingelegte Schraubenfedern (18) beim Zurückdrehen wieder in ihre Anfangsstellung gebracht wird. 9. Lamellenbremse nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzeinrichtung als geschlossene Kammer ausgebildet ist, in welcher die Lamellenbremse auch unter öl laufen bzw. ein ölspiegel erhalten werden kann, durch den die umlaufenden Stahlscheiben bis zu einer maximalen überlaufhöhe dauernd sielbstgeschmiert werden. Io Lamellenbremse nach den Ansprüchen I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das bremsseitige Lagerschild Außenrippen besitzt, die durch davorgesetzte Lüftungsflügel und übergeschobene Haube eine dauernde Kühlung der Bremslamellen auch bei großer Schalthäufigkeit ermöglichen. I I. Lamellenbremsie nach den Ansprüchen I bis I o, dadurch gekennzeichnet; daß die in der Zusatzeinrichtung feststehend, gelenkartig angeordneten Hebel (II ), an denen die kreisförmigen Siegmente (12) angebracht sind, Bohrungen besitzen, die je nach Abstand- vom Drehpunkt verschiedene Federspannwirkung ergeben und durch die eine Spiralfeder (Io) als geschlossenes Mehreck eingesetzt ist, die entsprechende Vorspannung erhält, um beim Abschalten des Magnetfeldes eine augenblickliche Bremswirkung zu iermöglichen.