DE1171981B - Axial thrust relief of a sealed electric motor in disc design with a partition in the axial air gap - Google Patents

Description

Axialschubentlastung eines abgedichteten Elektromotors in Scheibenbauweise mit einer Trennwand im axialen Luftspalt Es ist bereits ein Gleichstrommotor in Scheibenbauweise mit einem zu der Drehachse parallelen Magnetfeld zwischen zwei ringförmigen Magnetpolläufern, zwischen denen im axialen Luftspalt eine Statorwicklung liegt, vorgeschlagen worden, bei welcher die Innenräume zweier Gehäusehälften gegeneinander durch eine wenigstens annähernd ebene, unmagnetische Trennwand abgedichtet werden, bei welchem ferner der Stator aus einer dünnen Scheibe besteht, die eine Flachwicklung trägt und auf der Trennwand befestigt ist, bei welchem weiterhin die beiden Gehäusehälften getrennte, miteinander fluchtende Wellen enthalten, auf denen jeweils ein Magnetpolläufer angebracht ist, und bei welcher schließlich der vom Stator durch die Trennwand getrennte Magnetpolläufer einen Permanentmagneten trägt und an seiner Welle die mechanische Leistung abgegeben wird.Axial thrust relief of a sealed electric motor in disc design with a partition in the axial air gap there is already a DC motor in Disc construction with a magnetic field between two parallel to the axis of rotation ring-shaped magnetic pole rotors, between which a stator winding in the axial air gap has been proposed, in which the interiors of two housing halves against each other be sealed by an at least approximately flat, non-magnetic partition, in which further the stator consists of a thin disc which has a flat winding carries and is attached to the partition, in which the two housing halves continue contain separate, aligned shafts, on each of which a magnetic pole rotor is attached, and in which finally the separated from the stator by the partition Magnetic pole rotor carries a permanent magnet and the mechanical one on its shaft Power is delivered.

Bei einem derartigen Motor ist auch vorgeschlagen worden, auf der durch die Trennwand vom Stator getrennten Welle eine ferromagnetische Scheibe zu befestigen, auf die von einem im Gehäuse des Motors ruhenden Ringmagneten eine von der Trennwand fort gerichtete Kraft ausgeübt wird.In such an engine has also been proposed on the a ferromagnetic disk to the shaft separated by the partition wall from the stator attach to the one of a ring magnet resting in the housing of the motor one of The force directed away from the partition is exerted.

Diese letztere Art der Entlastung einer Welle von axial gerichteten Druckkräften ist auch an sich bekannt.This latter way of relieving a shaft from axially directed Pressure forces is also known per se.

Es ist auch bereits bekannt, daß bei einem Induktionsmotor zum Antrieb einer Kreiselpumpe, bei welcher sich ein scheibenförmiger Rotor zwischen zwei beiderseits des Rotors befindlichen Statoren dreht und bei welchem sich eine wasserdichte Wand zwischem dem einen Stator und dem scheibenförmigen Rotor befindet, entgegengesetzt gerichtete Kräfte in der Richtung der Achse auf den Rotor ausgeübt werden.It is also already known that in an induction motor to drive a centrifugal pump, in which a disc-shaped rotor is between two on either side of the rotor located stators and which has a watertight wall between the one stator and the disc-shaped rotor is opposite directed forces are exerted on the rotor in the direction of the axis.

Die Erfindung bezieht sich auf eine abgedichteten Elektromotor, insbesondere einen Gleichstrommotor, in Scheibenbauweise mit einem zu der Drehachse parallelen Magnetfeld zwischen zwei umlaufenden Magnetkernen, zwischen denen sich im axialen Luftspalt ein feststehender Stator befindet, der aus einer dünnen Scheibe besteht, die eine Flachwicklung trägt und auf einer Tennwand befestigt ist, welche die Innenräume zweier Gehäusehälften gegeneinander abdichtet, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Poljoche zum Schließen des magnetischen Flusses der Magnetpolläufer zur Kompensation von axialen Anziehungs- und Schubkräften in den beiden Gehäusehälften fest angeordnet sind.The invention relates to a sealed electric motor, in particular a DC motor, of a disc design with one parallel to the axis of rotation Magnetic field between two rotating magnetic cores, between which there is an axial Air gap there is a fixed stator, which consists of a thin disk, which carries a flat winding and is attached to a partition wall, which the interiors two housing halves are sealed against each other, and is characterized in that the pole yokes to close the magnetic flux of the magnetic pole rotor for compensation fixed by axial attraction and thrust forces in the two halves of the housing are.

Es wird also bei der Erfindung von aktiven Teilen des Motors, welche in erster Linie zum Schließen des magnetischen Flusses der Magnetpolläufer dienen, gleichzeitig zur Kompensation von axialen Schubkräften Gebrauch gemacht.So it is with the invention of active parts of the engine, which serve primarily to close the magnetic flux of the magnetic pole rotors, at the same time used to compensate for axial thrust forces.

Der dargestellte Motor enthält zwei glatte Ringscheiben 1, 2 aus magnetisch hartem Ferrit, die die beiden Läufer des Motors bilden. Die Ferritringe 1, 2 sind durch Lagerflansche 39, 40 aus einem unmagnetischen Werkstoff auf Wellen 3 bzw. 4 befestigt. Der Lagerflansch 39 trägt über geeignete Isolierkörper Schleifringe 12, 13, denen über feststehende Kohlebürsten 14, 15 der Strom zugeführt wird und umlaufende Kohlebürsten 16, 17 zur Stromzuführung zum feststehenden Anker 25, der seinerseits auf der Trennwand 22 angebracht ist. Die Wellen 3, 4 laufen in Lagerbüchsen 7, 19.The motor shown contains two smooth annular disks 1, 2 made of magnetic hard ferrite, which form the two rotors of the motor. The ferrite rings 1, 2 are by bearing flanges 39, 40 made of a non-magnetic material on shafts 3 or 4 attached. The bearing flange 39 carries slip rings via suitable insulating bodies 12, 13, to which the current is supplied via fixed carbon brushes 14, 15 and rotating carbon brushes 16, 17 for supplying power to the fixed armature 25, the is in turn attached to the partition wall 22. The shafts 3, 4 run in bearing bushes 7, 19.

Zum Schließen des Flusses der vielpoligen Dauermagnetringe 1, 2 sind gemäß der Erfindung Poljoche 41, 42 aus einem magnetisch weichen Werkstoff, beispielsweise aus magnetisch weichem Ferrit, vorgesehen, die feststehend angeordnet sind und beispielsweise in Gehäusekappen 9, 20 eingeklebt sein können.To close the flux of the multi-pole permanent magnet rings 1, 2, according to the invention, pole yokes 41, 42 made of a magnetically soft material, for example magnetically soft ferrite, are provided, which are fixed and can be glued into housing caps 9, 20, for example.

Da die für die Poljoche verwendeten Werkstoffe einen hohen elektrischen Widerstand besitzen, ergeben sich durch die Flußänderungen, die bei der Rotation der Läufer 1, 2 gegenüber den festen Poljochen 41, 42 auftreten, in letzteren nur minimale Wirbelströme und Verluste. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Poljoche 41, 42 entstehen natürlich kleine zusätzliche Luftspalte zwischen diesen und den entsprechenden Läufern 1, 2, deren Einfluß jedoch gering ist. In der Praxis bringt diese Anordnung vielmehr kaum nennenswerte Nachteile mit sich, weder bezüglich des Betrages des magnetischen Flusses, noch hinsichtlich der durch seine Änderung verursachten Verluste. Die konstruktiven Vorteile dagegen sind zahlreich, z. B.: Das Drucklager, das früher erforderlich war, um den Axialschub aufzunehmen, und das bei der abgedichteten Ausführung schwierig unterzubringen war, kann entfallen; das Trägheitsmoment der umlaufenden Teile wird verringert; es können Werkstoffe verwendet werden, die gegenüber agressiven Medien, gleich welcher Art, eine viel bessere Beständigkeit aufweisen als normaler Flußstahl; einfache Kompensationsmöglichkeit der magnetischen Anziehungskräfte (Pfeile a, b, c, d), die zwischen den Läufern 1, 2 einerseits und zwischen diesen und den Poljochen 41, 42 andererseits auftreten, durch Einstellung der axialen Lage der verschiedenen vorhandenen Ringkörper.Since the materials used for the pole yokes have a high electrical resistance, only minimal eddy currents and losses result in the latter due to the changes in flux that occur when the rotors 1, 2 rotate with respect to the fixed pole yokes 41, 42. The arrangement of the pole yokes 41, 42 according to the invention naturally creates small additional air gaps between them and the corresponding rotors 1, 2, the influence of which, however, is slight. In practice, this arrangement has hardly any disadvantages worth mentioning, neither with regard to the amount of the magnetic flux nor with regard to the losses caused by its change. The design advantages, on the other hand, are numerous, e.g. B .: The thrust bearing, which was previously required to absorb the axial thrust and which was difficult to accommodate in the sealed design, can be omitted; the moment of inertia of the rotating parts is reduced; It is possible to use materials that are much better resistant to aggressive media of any kind than normal mild steel; simple compensation possibility for the magnetic forces of attraction (arrows a, b, c, d) that occur between the rotors 1, 2 on the one hand and between these and the pole yokes 41, 42 on the other hand, by adjusting the axial position of the various existing ring bodies.

Unter dem Vorbehalt einer normalen Einstellung tritt für gewöhnlich keine Rückwirkung infolge eines axialen Schubes oder einer axialen Anziehung auf die Trennwand 22 oder die Lager 7, 19 auf.There is usually no reaction due to an axial thrust or an axial attraction on the partition 22 or the bearings 7,19 provided that normal adjustment is made.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Abgedichteter Elektromotor, insbesondere Gleichstrommotor, in Scheibenbauweise mit einem der Drehachse parallelen Magnetfeld zwischen zwei umlaufenden Magnetkernen, zwischen denen sich im axialen Luftspalt ein feststehender Stator befindet, der aus einer dünnen Scheibe besteht, die eine Flachwicklung trägt und auf einer Trennwand befestigt ist, die die Innenräume zweier Gehäusehälften gegeneinander abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß die Poljoche (41, 42) zum Schließen des magnetischen Flusses der Magnetpolläufer (1, 2) zur Kompensation von axialen Anziehungs- und Schubkräften in den beiden Gehäusehälften (9, 20) fest angeordnet sind. Claims: 1. Sealed electric motor, especially direct current motor, in disc design with a magnetic field parallel to the axis of rotation between two rotating magnetic cores, between which there is a fixed stator in the axial air gap, which consists of a thin disc that carries a flat winding and is attached to a partition which seals the interiors of two housing halves against each other, characterized in that the pole yokes (41, 42) to close the magnetic flux of the magnetic pole rotors (1, 2) to compensate for axial forces of attraction and thrust in the two housing halves (9, 20) are firmly arranged. 2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Poljoche (41, 42) aus Ringscheiben aus weichem Ferrit bestehen, die in die Gehäusekappen (9, 20) eingeklebt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 184 982; französische Patentschrift Nr. 1237 775.2. Electric motor according to claim 1, characterized in that the pole yokes (41, 42) consist of annular disks made of soft ferrite which are glued into the housing caps (9, 20). Documents considered: Austrian Patent No. 184,982; French patent specification No. 1237 775.