DE1118339B

DE1118339B - Elektromotor mit auf der Motorwelle axial verschiebbar angeordneter Bremsscheibe

Info

Publication number: DE1118339B
Application number: DES59602A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Robert Helwig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-08-28
Filing date: 1958-08-28
Publication date: 1961-11-30
Also published as: CH375424A; BE582060A

Description

Elektromotor mit auf der Motorwelle axial verschiebbar angeordneter Bremsscheibe Bei Elektromotoren, die zum Antrieb von schnell laufenden Geräten, z. B. einer Wäscheschleuder, dienen, liegt die Aufgabe vor, den Elektromotor mit einer Bremseinrichtung zu versehen, welche die Motorwelle nach dem Abschalten des Motors in möglichst kurzer Zeit selbsttätig stillsetzt. Als Bremseinrichtung ist unter anderem schon vorgeschlagen worden, auf der Motorwelle eine axial verschiebbare Bremsscheibe anzuordnen, die unter der Wirkung eines Kraftspeichers, wie einer Feder, beim Stillsetzen des Motors gegen eine Bremsfläche gedrückt wird, während sie beim Einschalten des Motors unter gleichzeitiger Aufladung des Kraftspeichers zum Läuferpaket hingezogen wird. Eine andere Ausführung besteht darin, daß die Bremsscheibe mit der Motorwelle durch eine Kupplung mit schräger Auflauffläche verbunden ist und beim Einschalten des Motors ebenfalls zum Läuferpaket hingezogen wird.
Die Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer besonders wirkungsvollen und schnell arbeitenden Bremseinrichtung, die unter gemeinsamer Anwendung der obengenannten beiden Ausführungen mit einfachen Mitteln, aber geringem Aufwand ihre vorteilhafte Wirkung erzielt. Sie erreicht dies bei einem Elektromotor mit auf der Motorwelle axial verschiebbar angeordneter Bremsscheibe, die mit der Motorwelle durch eine Kupplung mit schrägen Anlaufflächen verbunden ist und beim Einschalten des Motors zum Läuferpaket hingezogen wird, dadurch, daß die Bremsscheibe in an sich bekannter Weise unter der Wirkung eines Kraftspeichers steht, der vorzugsweise zwischen der Bremsscheibe und dem Läufer angeordnet ist und die Bremsscheibe bei abgeschaltetem Motor vom Läufer weg und gegen federnd vorgespannte Bremsklötze drückt, wobei durch das durch die Schwungkraft der angetriebenen Masse bedingte Weiterlaufen der Motorwelle eine Verdrehung derselben gegenüber der Bremsscheibe erfolgt, die in Verbindung mit der schrägen Anlauffläche der Kupplung den Bremsdruck erhöht. Dabei ist durch die vorgespannten Bremsklötze ein definiertes Bremsmoment gewährleistet und ein Blockieren der Bremse ausgeschlossen. Die Vorspannung der Bremsklötze kann einstellbar ausgeführt werden, so daß ein gewünschtes Bremsmoment einjustiert werden kann. Wenn der Elektromotor wieder eingeschaltet wird, so wird die Bremsscheibe mit ihrer Kupplung wieder nach dem Läuferpaket hingezogen und so von den Bremsklötzen abgelöst. Dabei wird der Kraftspeicher. also z. B. eine Schraubenfeder, wieder in Spannungszustand versetzt.
In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines mit einer solchen selbsttätigen Bremseinrichtung versehenen Elektromotors im Längsschnitt dargestellt. 1 ist das Gehäuse eines Kurzschlußläufermotors, in dem das Ständerblechpaket 2 sitzt, das mit einer Wicklung 3 versehen ist. Das Gehäuse ist an beiden Enden durch die Lagerschilde 4 und 5 verschlossen, in denen die Motorwelle 6 .gelagert ist. Auf der Motorwelle ist der Läuferkörper 7 befestige, der in an sich bekannter Weise einen nicht besonders dargestellten Kurzschlußläuferkäfig hat. Auf der Motorwelle 6 ist ferner innerhalb des Lagerschildes 4 eine Bremsscheibe 8 längsverschiebbar und drehbar gelagert, die durch eine zwischen der Scheibe und dem Läufer 7 angeordnete Schraubenfeder 9 mit nicht allzu starkem Druck an die Bremsklötze 10 angedrückt wird, die in dem oberen- Motorlagerschild 4 in entsprechenden Bohrungen axial-verschiebbar gelagert sind und unter dem Druck von Schraubenfedern 11 stehen. Die Bremsscheibe 8 hat einen nach unten ragenden, die Schraubenfeder 9 umgebenden kragenförmigen Ansatz 12, der bis in die Nähe -des Läufers 7 reicht und bei eingeschaltetem Motor von dem Läuferkörper unter gleichzeitiger Zusammendrückung der Schraubenfeder 9 -angezogen wird. Die Bremsscheibe 8 ist mit der Motorwelle 6 durch einen in der Motorwelle sitzenden Querstift 13 gekuppelt, der in eine Aussparung 14 der Bremsscheibennabe hineinragt, die mit einer in der Drehrichtung des Motors ansteigenden Anlaufkante 15 versehen ist. Im Anschluß an die-beiden Enden der Anlaufkante 15 verlaufen die Seitenkanten 16 und 17 der Aussparung etwa parallel zur Längsachse der Motorwelle.
Eine solche selbsttätige Bremseinrichtung arbeitet folgendermaßen: Beim Einschalten des Motors wird der kragenförmige Ansatz 12 und damit die Brems- Scheibe 8 nach dem Läuferpaket 7 hingezogen und dadurch die Bremse gelüftet, so daß sich der Läufer mit der ihn tragende Welle 6 frei drehen kann. Durch die Bremsscheibe 8 wird dabei gleichzeitig die Schraubenfeder 9 zusammengedrückt. Wird nun der Motor abgeschaltet, so wird die Bremsscheibe, da sie nicht mehr vom Läuferpaket angezogen wird, durch die sich nunmehr ausdehnende Bremsfeder 9 mit noch zunächst leichtem Druck an die Bremsklötze 10 angepreßt. Der auf der nunmehr gegenüber der Bremsscheibe 8 voreilenden Motorwelle 6 sitzende Querstift 13 läuft auf die schräge Kante 15 auf und bewirkt, daß die Bremsscheibe 8 mit erhöhtem axialem Druck an die Bremsklötze 10 angedrückt und dadurch abgebremst wird. Das Bremsmoment ist dabei von der Vorspannung der Federn 11 abhängig. Wenn die Motorwelle endgültig stillsteht, so wird die Bremsscheibe 8 nur noch durch den Druck der Feder 9 an die Bremsklötze 10 leicht angedrückt.
In manchen Fällen kann die Einrichtung auch so getroffen sein, daß die Bremsscheibe entgegen der Wirkung von durch Fliehkraft in ihrer Lage gehaltenen Hebeln vom Ständerfeld angezogen wird. Die Fliehkrafthebel bilden dann den Kraftspeicher, der die Bremsscheibe bei abgeschaltetem Motor an die Bremsklötze andrückt.
Fig. 2 der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Elektromotors mit einer in solcher Weise ausgebildeten Bremseinrichtung im Längsschnitt. Der Unterschied gegenüber dem in Fig.l dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß an Stelle der Schraubenfeder 9 in dem nach unten vorspringenden kragenförmigen Ansatz 12 der Bremsscheibe 8 in entsprechenden Aussparungen des Ansatzes auf je einem tangentialen Bolzen 18 ein doppelarmiger Hebel 19 schwingbar gelagert ist, der am Ende seines äußeren Armes ein Fliehgewicht 20 trägt, während der innere Arm 21. mit seinem Ende auf einem Bund 22 der Motorwelle 6 aufliegt. Wird ein solcher Elektromotor eingeschaltet, so wird auch hier die Bremsscheibe 8 von den Bremsklötzen 10 dadurch nach unten abgezogen, daß der kragenförmige Ansatz 12 zum Läuferpaket 7 hingezogen wird. Mit zunehmender Drehzahl suchen die Fliehkraftgewichte 20 in die Höhe zu steigen, was ihnen aber erst dann gelingt, wenn der Motor abgeschaltet und infolgedessen der kragenförmige Ansatz 12 nicht mehr nach dem Läuferpaket hingezogen wird. Die hochschwingenden Fliehgewichte 20 drücken nunmehr die Bremsscheibe 8 an die Bremsklötze 10 an, so daß ihre Drehzahl gegenüber derjenigen der Motorwelle bzw. des von dieser angetriebenen Gerätes stark zurückbleibt. Der weitere Bremsvorgang erfolgt dann in der gleichen Weise, wie dies bei dem in Fig.1 dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Der zum Andrücken der Bremsscheibe an die Bremsklötze nach dem Stillsetzen des Motors dienende Kraftspeicher kann gemäß der Erfindung auch als Axiallüfter ausgebildet sein, dessen axiale Schubkräfte entgegengesetzt zur Anziehungskraft des Läufermagnetfeldes gerichtet sind. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß der Motor ohne Aufwand besonderer Mittel eine gute Kühlung erhält.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines in solcher Weise ausgebildeten Elektromotors im Längsschnitt dargestellt. Der mittlere Teil der Bremsscheibe 8 ist hier, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, als Axiallüfter 23 mit schrägstehenden Flügeln 24 ausgebildet. Der Axiallüfter 23 hat, wie bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen die Feder 9 bzw. die Flieiikrafthebel 19, die Funktion eines Kraftspeichers, der beim Abschalten des Motors die Bremsscheibe 8 an die Bremsklötze 10 heranführt und die Abbremsung des Motors einleitet. Um die Dauer des Bremsvorganges verschieden groß einstellen zu können, kann gemäß der Erfindung die Einrichtung auch so getroffen sein, daß die Vorspannung der Bremsklotzfedem mittels Stellschrauben od. dgl. verschieden groß einstellbar ist.
Schließlich kann gemäß der Erfindung der Elektromotor so ausgebildet sein, daß die beim Abbremsen erfolgende axiale Bewegung der Bremsklötze für Steuerzwecke, z. B. zur Steuerung der Deckelverriegelung einer von dem Elektromotor angetriebenen Wäscheschleuder, benutzt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektromotor mit auf der Motorwelle axial verschiebbar angeordneter Bremsscheibe, die mit der Motorwelle durch eine Kupplung mit schrägen Anlaufflächen verbunden ist und beim Einschalten des Motors zum Läuferpaket hingezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe in an sich bekannter Weise unter der Wirkung eines Kraftspeichers steht, der vorzugsweise zwischen der Bremsscheibe und dem Läufer angeordnet ist und die Bremsscheibe bei abgeschaltetem Motor vom Läufer weg und gegen federnd vorgespannte Bremsklötze drückt, wobei durch das durch die Schwungkraft der angetriebenen Masse bedingte Weiterlaufen der Motorwelle eine Verdrehung derselben gegenüber der Bremsscheibe erfolgt, die in Verbindung mit der schrägen Anlauffläche der Kupplung den Bremsdruck erhöht.
2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher aus einer zwischen Bremsscheibe und Läufer um die Motorwelle angeordneten Schraubenfeder besteht.
3. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher aus an der Bremsscheibe angeordneten Fliehkrafthebeln besteht.
4. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe als Axiallüfter ausgebildet ist, dessen axiale Schubkräfte entgegengesetzt zur Anziehungskraft des Läufermagnetfeldes gerichtet sind.
5. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Bremsklotzfedern mittels Stellschrauben od. dgl. verschieden groß einstellbar ist.
6. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Abbremsen erfolgende Bewegung der Bremsklötze für Steuerzwecke, z. B. zur Steuerung der Deckelverriegelung einer Wäscheschleuder, benutzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 664 822, 694 094; deutsche Auslegeschrift Nr. 1026 839.