DE2246962B2

DE2246962B2 - Anordnung zur Erhöhung der Axialkraft bei einem Verschiebeanker-Bremsmotor und Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung

Info

Publication number: DE2246962B2
Application number: DE2246962A
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Dr.-Ing. 8700 Wuerzburg Stepina
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-09-25
Filing date: 1972-09-25
Publication date: 1974-07-25
Also published as: DE2246962A1; ATA737373A; DE2246962C3; JPS4970115A; BE804918A; SE399998B; IT993264B; DK150873B; DK150873C; US3965380A; GB1452281A; AT337304B; FR2217849B1; FR2217849A1

Description

Endes angeordneter Kurzschluß-Zwischenring mit gleich den Läuferstäben hoher elektrischer Leitfähigkeit und der andere, wie an sich bekannt, ein stirnseitiger Kurzschlußendring an dem anderen Ende des Läuferblechpaketes ist.

Eine hinsichtlich einer hohen Axialkraft beim Einschalten als auch eines hohen Drehmoment? im Betrieb des Bremsmotors zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindu3g ist dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein an sich bekannter weiterer stirnseitiger Kurzschlußendring an dem austretenden Ende des Läuferblechpaketes vorgesehen ist und daß in elektrisch unerregtem Zustand von Ständer und Läufer die Ausgangsstellung des Käfigläufers derart gewählt ist, daß sich der Kurzschluß-Zwischenring innerhalb der radialen Begrenzung der zugehörigen Stirnseite des Ständerblechpaketes befindet.

Ein Verschiebeankermotor mit einem Käfigläufer mit zwei stirnseitigen Kurzschlußringen und einem Kurzschluß-Zwischenring ist an sich bekannt (USA.-Patentschrift 2 869 00S); jedoch liegt der bekannten Anordnung eine grundsätzliche andere, z. T. gegensätzliche Problemstellung zugrunde, da durch den Zwischenring eine Schwächung der Axialkraft in gewissen Bereichen im Sinne eines weichen Einfederns des axial verschiebbaren Läufers in eine bestimmte axiale Stellung erreicht werden soll. Dazu wird insbesondere vorgeschlagen, für den Zwischenring ein Material erhöhten elektrischen Widerstandes vorzusehen und den Hubbereich des Läufers derart zu wählen, daß sich der Zwischenring zur Erzielung des gewünschten Effektes im wesentlichen außerhalb der radialen Begrenzung des Ständerblechpaketes befindet.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der elektrische Gesamtwiderstand des Kurzschluß-Zwischenringes und des benachbarten stirnseitigen Kurzschlußendringes des austretenden Endes des Käfigläufers gleich dem vorgesehenen Kurzschlußringwiderstand bei nicht vorhandenem zusätzlichem Kurzschluß-Zwischenring; bei der Ausführung mit insgesamt zwei Kurzschlußringen ist der elektrische Widerstand des Kurzschluß-Zwischenringes gleich dem elektrischen Widerstand des stirnseitigen Kurzschlußendringes an dem anderen Ende des Läuferblechpaketes.

Zweckmäßigerweise ist die Gesamtlänge des Läuferblechpaketes mit Kurzschluß-Zwischenring nicht größer als die Länge des Ständerblechpaketes; die axiale Länge des kurzen Läuferblechpaketabschnittes außerhalb des Kurzschluß-Zwischenringes bzw. zwischen dem Kurzschluß-Zwischenring und dem nächstliegenden endseitigen Kurzschlußring ist im wesentlichen gleich dem maximalen betriebsmäßigen axialen Hub des verschiebbaren Läufers. Bei etwas größerer axialer Länge kann dieses Übermaß bis zur dreifachen Luftspaltbreite betragen.

Der Kurzschluß-Zwischenring läßt sich in besonders einfacher Weise herstellen, wenn der Zwischenring gleichzeitig mit den Läuferstäben und dem (den) stirnseitigen Kurzschlußring(en) des Käfigläufers im Spritzgußverfahren gegossen wird; dazu ist es vorteilhaft, daß vor dem Spritzgießen zwischen die dem Zwischenring benachbarten Bleche des Läuferblechpaketes beim Schichten des Paketes ein Distanzstück gelegt wird.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung den Schnitt durch einen Käfigläufer mit einem auf einer Motorwelle 6 befestigten Läuferblechpaket 1 in einer Verschiebestellung, in der bei nicht erregter Motorwicklung der Läufer durch die axiale Federkraft nach links verschoben und das eine (linke) Ende 5 des Läuferblechpaketes 1 gegenüber der zugehörigen Stirnseite des Ständerblechpaketes 7 nach außen versetzt ist. Bei erregter Motorwicklung wird der Läufer nach rechts bewegt, um möglichst eine Deckungsgleichheit zwischen Ständer- und Läuferblechpaket zu erreichen; der Läufer lüftet dabei eine

hier nicht näher dargestellte Bremsscheibe von einem Gegenbremsbelag.

An den stirnseitigen Enden des Läuferblechpakefes 1 sind an sich bekannte Kurzschlußendringe 3,4 angebracht, die die in geraden oder schrägen Nuten

ao verlaufenden, gleichzeitig mit den Kurzschlußendringen 3, 4 gegossenen Leiter 8 des Käfigläufers stirnseitig verbinden. Weiterhin ist in der Nähe des bei einer axialen Verschiebung des Käfigläufers gegenüber der linken Stirnseite des Ständerblechpaketes 7

a₅ nach außen versetzten einen Endes 5 des Läuferblechpaketes 1 ein Kurzschluß-Zwischenring 2 vorgesehen. Die Querschnitte vom linken Kurzschlußendring 3 und von Kurzschluß-Zwischenring 2 sind in vorteilhafter Weise derart dimensioniert, daß der elektrische Gesamtwiderstand gleich dem Ringwiderstand des verbleibenden rechten Kurzschlußendringes 4 bzw. gleich dem vorzusehenden elektrischen Widerstand des linken stirnseitigen Kurzschlußendringes 3 bei nicht vorhandenem Zwischenring 2 ist.

Das Verhältnis der Querschnitte des linken Kurzschlußendringes 3 und des Zwischenringes 2 kann beliebig gewählt werden, je nachdem welche Luftspaltinduktion beim Anlauf des Motors über dem kurzen Läuferblechpaketabschnitt der axialen Länge β

zwischen linkem stirnseitigen Kurzschlußendring 3 und Zwischenring 2 gegenüber der über dem restlichen Läuferblechpaketabschnitt gewünscht wird. Über den Zwischenring 2 schließt sich ein Teil der in den Leiterstäben 8 fließenden Läuferströme, so

₊₅ daß über dem kurzen Läuferblechpaketabschnitt der Länge α die dämpfende Wirkung der Läuferströme auf das Luftspaltfeld geschwächt wird. Der linke Kurzschlußendring 3 entfällt ganz, wenn eine besonders große Axialkraft beim Anzug erreicht werden

soll und die durch den Einbau des Zwischenringes 2 bewirkte Zusatzstreuung des Ständers die Betriebseigenschaften des Motors nicht wesentlich beeinflußt.

Die axiale Länge α des kleinen Läuferblechpaketabschnittes sollte im wesentlichen gleich oder etwas größer (maximal bis zur dreifachen Luftspaltbreite 36) im Vergleich zum maximalen betriebsmäßigen axialen Hub des verschiebbaren Läufers bzw. der Bremsscheibe sein. Der Kurzschluß-Zwischenring 2 ist gleichzeitig mit den übrigen Leiterstäben 8 und den Kurzschlußendringen 3,4 des Käfigläufers im Spritzgußverfahren hergestellt. Dazu wird zweckmäßigerweise vor dem Spritzgießen beim Schichten des Läuferblechpaketes ein Distanzstück 9 zwischengelegt derart, daß nach dem Spritzgießen zwischen dem äußeren Umfang des Distanzstückes 9 und dem des Gesamtläufers das gewünschte radiale Maß und zwischen den dem Distanzstück 9

beiderseits benachbarten Läuferblechen das gewünschte axiale Maß und damit der gewünschte Widerstand des Kurzschluß-Zwischenringes 2 erreicht wird.

Die axiale Gesamtlänge c des Läuferblechpaketes mit Zwischenring soll die axiale Gesamtlänge b des Ständerblechpaketes nicht überschreiten. Zweckmäßigerweise soll sich — in Achsrichtung gesehen — bei anliegender Bremse, d. h. bei nach links verschobenem Läufer die innere (rechte) Kante des kleinen Läuferblechpaketabschnittes der Länge ο unterhalb der stirnseitigen radialen Begrenzung des linken Ständerblechpaketendes befinden und bei entgegen einer

axialen Federkraft gelüfteten Bremse, d. h. bei nach rechts verschobenem Läufer, die äußere (linke] Kante des kleinen Läuferblechpaketabschnittes dei Länge α noch etwas außerhalb des linken Ständerblechpakelendes angeordnet sein, derart, daß auf der Läufer eine elektromagnetische Axialkraft einwirkt die der genannten Federkraft das Gleichgewicht hält Es hat sich gezeigt, daß mit einem derartig aufgebauten kleinen Bremsmotor mit Kurzschluß-Zwischenring 2 etwa die doppelte Axialkraft gegenüber einem ansonsten gleichen, jedoch ohne Kurzschluß-Zwischenring 2 aufgebauten Bremsmotoi erzielbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

. zwischen die dem Zwischenring (2) benachbarten Patentansprüche: B,eche des Lguferblechpaketes (1) ein Distanz-

1. Anordnung zur Erhöhung der Axialkraft bei stück (9) gelegt ist.
einem Verschiebeanker-Bremsmotor mit Käfigläufer, dessen Läuferstäbe durch Kurzschlußringe 5

im Bereich der axialen Enden des Käfigläufers

jeweils untereinander verbunden sind und dessen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung

Läuferblechpaket im unerregten Zustand von zur Erhöhung der Axialkraft bei einem Verschiebe-

Ständer und Läufer mit seinem einen Ende anker-Bremsmotor mit Käfigläufer, dessen Läufer-

außerhalb der Begrenzung der zugehörigen Stirn- io stäbe durch Kurzschlußringe im Bereich der axialen

seite des Ständerbiechpaketes heraustritt, da- Enden des Käfigläufers jeweils untereinander ver-

durch gekennzeichnet, daß der eine bunden sind und dessen Läuferblechpaket im un-

Kurzschlußring ein im Zuge des Läuferblech- erregten Zustand von Ständer und Läufer mit seinem

paketes (1) in der Nähe des austretenden einen Ende außerhalb der Begrenzung der zuge-

Endes (5) angeordneter Xurzschluß-Zwischen- i₅ hörigen Stirnseite des Ständerbiechpaketes heraus-

iing (2) mit gleich den Läuferstäben (8) hoher tritt und auf ein Herstellungsverfahren hierfür,

elektrischer Leitfähigkeit und der andere, wie an Bei einer bekannten derartigen Anordnung (deut-

sich bekannt, ein stirnseitiger Kurzschiußend- sehe Auslegeschrift 1 037 570) ist bei einem Ver-

ring (4) an dem anderen Ende des Läuferblech- schiebeanker-Bremsmotor mit kegelförmigem Läufer

paketes (1) ist. ₃₀ an der Stirnseite des Blechpaketes in der Nähe des

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- Luftspaltes ein Eisenkörper vorgesehen, von dem kennzeichnet, daß zusätzlich ein weiterer stirn- ein Teil des Ständerstreuflusses von seinem normalerseitiger Kurzschlußendring (3) an dem austreten- weise quer durch die Zahnköpfe und Nutenschlitze den Ende (5) des Läuferblechpaketes (1) vorge- führenden Weg abgelenkt und über den Eisenkörper sehen ist und daß in elektrisch unerregtem Zu- 15 geführt wird.

stand von Ständer und Läufer die Ausgangs- Bei einer weiteren bekannten Ausführung eines

stellung des Käfigläufers derart gewählt ist, daß Bremsmotors (deutsche Auslegeschrift 1 803 501) mit

sich der Kurzschluß-Zwischenring (2) innerhalb elektromagnetisch entgegen der Kraft einer in axialer

der radialen Begrenzung der zugehörigen Stirn- Richtung wirkender Feder lüftbaren Bremsscheibe ist

seite des Ständerbiechpaketes (7) befindet. 30 die Feder zusätzlich als Torsionsfeder ausgebildet

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- und mit ihrem einen Ende an der Welle des Antriebskennzeichnet, daß der elektrische Widerstand motors und mit ihrem anderen Ende an der drehbar des Kurzschluß-Zwischenringes (2) gleich dem und längsverschieblich auf der Welle geführten elektrischen Widerstand des stirnseitigen Kurz- Bremsscheibe gehalten. Dadurch wird unter anderem schlußendringes (4) an dem anderen Ende des ₃₅ erreicht, daß der Bremsmotor direkt nach dem Ein-Läufeiblechpaketes (1) ist. schalten noch nicht gegen die geschlossene Bremse

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch ge- anlaufen muß, sondern vielmehr erst bei kleinem kennzeichnet, daß der elektrische Gesamtwider- Schlupf und nach Erreichen seines maximalen Mostand des Kurzschluß-Zwischenringes (2) und ments und einer großen elektromagnetischen Kraft des benachbarten stirnseitigen Kurzschlußendrin- ₄₀ zur Lüftung der Bremsscheibe in die Phase der ges (3) des austretenden Endes (5) des Käfig- Kraftübertragung zwischen Welle und Bremsscheibe läufers gleich dem vorgesehenen Kurzschlußring- über die dann gespannte Drehfeder übergeht. Derwiderstand bei nicht vorhandenem zusätzlichen artige Konstruktionen mit einer Vielzahl beweglicher Kurzschluß-Zwischenring (2) ist. Teile sind relativ aufwendig und störanfällig; will

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 ₄₅ man auf diese beweglichen Teile verzichten, so muß bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamt- man den axialen Bremsdruck vermindern, was eine länge (c) des Läuferblechpaketes (1) mit Kurz- unerwünschte Verlängerung der Nachlaufzeit beim schluß-Zwischenring (2) nicht größer ist als die Abbremsen bedeutet, oder man muß bei gleicher Länge (b) des Ständerbiechpaketes (7). geforderter Bremsleistung den Bremsmotor ver-

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 _5C großem.

bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Länge des kurzen Läuferblechpaketabschnittes (a) im Vergleich zu den letztgenannten Bremsmotoren außerhalb des Kurzschluß-Zwischenringes bzw. unter Verzicht auf eine Vielzahl beweglicher Läuferzwischen dem Kurzschluß-Zwischenring (2) und teile und ohne Vergrößerung des Bremsmotors die dem nächstliegenden endseitigen Kurzschiußend- ₅₅ Größe der Axialkraft des Bremsmotors beim Anlauf ring (3) im wesentlichen gleich dem maximalen mit einfachen Mitteln zumindest beizubehalten und betriebsmäßigen axialen Hub des verschiebbaren im Vergleich zu den eingangs genannten Brems-Läufers ist. motoren wesentlich steigern zu können.

7. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung Ausgehend von der Erkenntnis, daß die durch die nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- 60 Hauptreaktanz bestimmte Axialkraft insbesondere kennzeichnet, daß der Kurzschluß-Zwischen- von der Luftspaltinduktion im Bereich des bei einer ring (2) gleichzeitig mit den Läuferstäben (8) axialen Hubbewegung des Rotors gegenüber der und dem (den) stirnseitigen Kurzschiußend- Außenkante des Ständerbiechpaketes mitverschobering(en) (3, 4) des Käfigläufers im Spritzgußver- nen Teils des Läuferblechpaketes abhängt, ist die fahren hergestellt ist. 65 Lösung dieser Aufgabe bei einem Bremsmotor der

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge- eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch kennzeichnet, daß zur Herstellung des Kurz- gegeben, daß der eine Kurzschlußring ein im Zuge schluß-Zwischenringes (2) vor dem Spritzgießen des Läuferblechpaketes in der Nähe des austretenden