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Einrichtung an Elektromotoren mit einem im magnetischen Feld der Ständerwicklung
angeordneten beweglichen Glied Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an Elektromotoren,
die, unter Ausnutzung der Zugkraft des magnetischen Feldes im Ständer oder Läufer
zur Auslösung von mechanischen Vorgängen dient, die mit dem Ein-, Ab- oder Umschalten
des Motors zeitlich zusammenfallen. Insbesondere soll auf diese Weise die Betätigung
von Bremsen, Kupplungen, Schaltern und ähnlichen Apparaten ohne besondere Überwachungsmaßnahmen
ermöglicht werden.
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Es sind hereits Elektromotoren mit Einrichtungen zur Auslösung mechanischer
Vorgänge bekanntgeworden, bei denen z. B. ein Schiebeanker, der vom magnetischen
Ankerfeld des Motors betätigt wird, mit einer feststehenden Bremseinrichtung in
Wirkverbindung gebracht wird. Bei dieser bekannten Einrichtung weist der Anker des
Motors einen besonderen Ringteil auf, der als Innenkonus ausgebildet ist, in welchen
beim Einschalten des Motorfeldes ein besonderer Bremssteueranker entgegen der Wirkung
der Federn hineingezogen wird.
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Nach einer anderen bekannten Ausführung ist der Anker eines Schubankermotors
geteilt ausgeführt. Das Steuerglied des Ankers wird vom Steuerfeld. unmittelbar
induziert, ist aber als Läufer mit besonderen Kurzschlußwicklungen ausgestattet.
Die Steuerbewegungen der mechanischen Glieder verlaufen bei diesen bekannten Ausführungen
in axialer Richtung.
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Es ist aber auch bekanntgeworden, dass Verstellglied radiale Steuerbewegungen
ausführen zu lassen. Bei den bekannten Ausführungen dieser Art ist aber stets der
normale Verlauf des mechanischen
Kreises unterbrochen, da das bewegliche
Glied innerhalb des Querschnittes der Ständer liegt, oder bei einer anderen bekannten
Motorausführung einen Teil des Ständerblechpaketes bildet.
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Eine solche Einrichtung an Elektromotoren mit einem in an sich bekannter
Weise im magnetischen Feld der Ständerwicklung angeordneten beweglichen Glied, das
bei Herstellung des magnetischen Schlusses gegenüber dem Ständer eine radiale Verstellbewegung
ausführt, soll gemäß der Erfindung so ausgebildet :sein, daß das bewegliche Glied
ein außerhalb von Läufer- und Ständerquerschnitt liegendes, als magnetischer Rückschluß
ausgebildetes Ringsegment ist, das den in bekannter Weise über den Läufer hinaus
verlängerten Ständer mit Wicklungen in axialer Richtung untergreift.
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Zweckmäßig ist dabei der Außendurchmesser des beweglichen Gliedes
gleich dem Innendurchmesser der Ständerbohrung. Das bewegliche Glied stellt also
einen in radialer Richtung beweglichen Verstellanker dar, der mit geringem Luftspalt
gegenüber den Ständerblechen bzw. Polschuhen gelagert ist und in dessen Nuten ein
oder mehrere Kurzschlußringe vorgesehen sind.
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Als Verstellanker eignet sich zur Vermeidung eines magnetischen Kurzschlusses
zwischen den Ständerblechen ein ebenfalls aus Dynamoblechen oder isoliertem Eisenpulver,
Sintereisen, Eisenoxyd od. dgl. hergestellter Körper, der je nach den konstruktiven
Verhältnissen mit dem drehbar gelagerten Kipparm oder den verschieblichen übertragungsmitteln
aus einem Stück bestehen kann.
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Durch geeignete Bemessung des Ankerhubes, des Ankergewichtes oder
der Verstellwiderstände läßt sich die Einrichtung so gestalten, daß der wirksame
Hub beispielsweise bei Stern-Dreieck-Anlauf oder bei polumschaltbaren Motoren erst
nach der Umschaltung der Feldspulen erfolgt.
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Es können auch zur Unterstützung des Magnetfeldes insbesondere bei
derart umschaltbaren Motoren ein oder mehrere Kurzschlußringe in Nuten des Verstellankers
vorgesehen sein, deren vom Kurzschlußstrom induzierte Felder das Anzugsmagnetfeld
unterstützen, indem sie bereits beim Hochlaufen des Motors - also in der Anlaßstufe
- die magnetische Zugkraft erhöhen.
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Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel umgreift das Ankerglied
die Ständerwicklung winkelförmig und ruht mittels einer entgegengesetzt vom Lagerpunkt
angeordneten Nase auf einem Keil oder .einem ähnlichen Verstellglied. Dieses Verstellglied
ist gleitend zwischen bremsfederbelasteten Bremshebeln angeordnet, die ihrerseits
eine zugleich die Lüfterflügel tragende Bremstrommel umgreifen. Das winkelförmige
Ankerglied ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung im Lagerschild oberhalb
des Lagers angelenkt, welches die vorzugsweise in einem Lüftergehäuse angeordnete
Bremstrommel von außen umschließt.
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Mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens sind in den Fig.
I bis 3 und ein Beispiel für die Anwendung der Erfindung unter Darstellung besonderer
Einzelheiten ist in Fig. 4 und 5 der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher
erläutert.
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Der Ständer I eines Elektromotors (Fig. I bis 3) mit den zur Bildung
der Pole 2 im Ständerblecheisen angeordneten Wicklungen 3 ist in axialer Richtung
über den Läufer hinaus so weit verlängert, daß innerhalb der Ständerbohrung ein
aus einem Ringausschnitt gebildeter Anker 4 angeordnet werden kann. Der Außendurchmesser
dieses Ankers 4, der sich als Ringsegment darstellt, entspricht dem Innendurchmesser
der Ständerbohrung, so daß er im angezogenen Zustand in der Bohrung satt anliegt.
Das Ringsegment 4 ist mit einem Verstellglied 5 fest verbunden, das erforderlichenfalls
über ein weiteres Gestänge auf die zu verstellende Einrichtung, beispielsweise eine
Bremse oder eine Kupplung, einwirkt.
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Beim Einschalten des Motors entsteht in dem zwischen den Polen 2 und
dem Anker befindlichen Luftspalt ein starkes magnetisches Feld, das das Ringsegment
4 sofort anzieht und das mit ihm über das Verstellglied 5 verbundene Gerät, also
beispielsweise eine Kupplung, zum Ansprechen bringt.
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Um bei einer Kupplung oder Bremse einen mitlaufenden Teil bewegen
zu können, läßt sich der Magnetanker in an sich bekannter Weise auch im Läufer des
Motors anordnen, wie es ein anderes Ausführungsbeispiel nach Fig.2 zeigt. In einem
Teil des Läufers 6, der mit den Wicklungen 7 versehen ist, ist ein Teil des Rückschlusses
8 entfernt und unterhalb des vom magnetischen Rückschluß befreiten Läuferteiles
6 ein in ähnlicher Weise wie in Fig. I ausgebildetes Ankerglied 9 mit Verstellteil
Io angebracht.
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Zur Erhöhung der Zugkraft des Verstellankers, der - wie Fig. 3 und
3 a zeigt - auch als Segment II eines Zylinders ausgebildet sein kann, lassen sich
in ihm Nuten 12 und in diese eingelegte Kurzschlußringe 13 anordnen. Diese Anordnung
ist besonders wertvoll zur Unterstützung der magnetischen Zugkraft des Feldes bei
Stern-Dreieck-Anlauf oder bei polumschaltbaren Motoren, bei denen die Magnetfelder
sich erst nach Umschaltung so verstärken, daß .ein Anzug des Ankers möglich wäre.
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Andererseits kann bei einer Ausbildung des Verstellankers ohne Kurzschlußring
ein Anziehen erst nach der Umschaltung des Motors erfolgen, z. B. um eine Anlaufkupplung
erst nach dem Umschalten von Stern auf Dreieck einzurücken. Durch Gewichtsbemessung
des Ankers oder durch Bemessung der Rückstellfeder läßt sich ebenfalls erreichen,
daß der Anzug des Ankers erst in dem Augenblick stattfindet, in welchem die Umschaltung
erfolgt.
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Das Rückstellen des Ankers und insbesondere das Entkuppeln oder Anziehen
der Bremse erfolgt in bekannter Weise durch eine Feder, die den Anker in die ursprüngliche
Lage zurückbringt.
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In Fig. 4 und 5 ist ein Motor im Querschnitt und in Stirnansicht unter
Fortlassung der Lüfterkappe gezeigt. Das Ständerblechpaket ist gegenüber dem Kurzschlußläufer
17 mit den Kurzschlußringen i 9 so weit verlängert, daß der aus einem Ringausschnitt
gebildete Anker 4 zu einem Teil unter das
Ständerpaket I' greift,
während er im übrigen im Streufeld der Wicklungen 3' liegt. Um diese herum greift
das Ankerglied 2I, mit dem der Anker 4' an einem Bolzen 22 gelagert ist. Am Ankerglied
2I befindet sich seitlich eine Nase 23, die auf einen Keil 24 einwirkt. Dieser Keil
liegt zwischen zwei Rollen 25, die ihrerseits in den Bremshebeln 26 und 27 einer
Backenbremse gelagert sind. Die beiden Bremsschenkel sind gemeinsam auf einem Bolzen
28 drehbar angebracht und liegen unter dem Zug einer Feder 29 auf einer Bremstrommel
3o auf. Die Bremstrommel bildet zugleich die Nabe und den Haltekranz für die Lüfterflügel
3I, die in bekannter Weise die Belüftung im Motorgehäuse bewirken.
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Beim Einschalten des Motors werden die Wicklungen 3' vom Strom durchflossen
und erzeugen ein magnetisches Feld, das außer auf den Läufer 17 auch auf den Stellanker
4' einwirkt, der in die gezeichnete Lage gelangt und mit seiner Nase 23 den Keil
24 nach unten drückt, wobei über die Rollen 25 die beiden Bremshebel 26 und 27 entgegen
dem Zug der Feder 29 auseinandergedrückt werden und die Bremstrommel freigegeben
wird, so daß der Läufer 17 unbehindert umlaufen kann. Das Abschalten des Motors
bewirkt ein sofortiges Stillsetzen des Läufers, da unter dem Zug der Feder 29 der
Stellanker 4' zum Abfallen gebracht wird und die Bremsbacken 26 und 27 die mit dem
Läufer umlaufende Bremstrommel3o sofort festhalten.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung der Verstelleinrichtung
wird nicht nur eine konstruktiv sehr einfache Lösung erreicht, sondern es ist bei
denn erfindungsgemäßen Motor im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen möglich,
den Motor mit normalen Ständerblechen auszurüsten, wie sie für jeden Motor ohne
diese zusätzliche Bremseinrichtung ebenfalls verwendet werden. Das bewegliche Glied
läßt sich, da es einen völlig selbständigen Bauteil darstellt, der den übrigen Motoraufbau
konstruktiv und fertigungstechnisch nicht beeinflußt, jederzeit zusätzlich in eine
vorhandene Motorkonstruktion einfügen. Der Motor ist dadurch in seiner Funktion
von der Lage des beweglichen Gliedes nicht abhängig, welches ohne weiteres weggelassen
oder blockiert werden kann. Die erfindungsgemäße Anordnung des beweglichen Gliedes
gestattet es somit, jede Normalausführung eines Motors in einfacher Weise mit einer
Zusatzeinrichtung für die Auslösung an sich bekannter mechanischer Vorgänge auszurüsten.