Elektromotoren für Schienen-und spurgebundene Fahrzeuge, wie Drehstrom-Bahnmotoren, werden in zunehmendem Maße mit hohen Drehzahlen betrieben, um die Motor-Drehmomente und somit das Motorgewicht wie auch die Bauform klein zu halten. Gemäß der EP 0 826 266 B1 ist zur Motorkühlung ein frei drehbar auf der Motorwelle gelagertes Lüfterrad vorgesehen, wobei eine elek- tromagnetische Drehzahlbegrenzungs-und Regelungseinrichtung zwischen der Motorwelle und dem Lüfterrad gebildet ist, wel- che die Kühlluftförderung auf die erforderliche Kühlluftmenge begrenzt und wobei ab einer vorgebbaren Motordrehzahl die Lüfterraddrehzahl gegenüber der Motordrehzahl reduzierbar ist, derart, daß die Mitnahmewirkung der Schlupfkupplung mit steigender Drehzahl der Motorwelle bis beinahe zur Wirkungs- losigkeit aufhebbar ist und bei abfallender Motordrehzahl wieder bis auf die volle Mitnahmewirkung zunimmt.

In der älteren deutschen Patentanmeldung 198 01 310.8 ist ein elektromotorischer Antrieb dieser Art beschrieben, wobei die Schlupfkupplung derart ausgebildet ist, daß die Motorwelle Permanentmagnete trägt und in der Nabe des Lüfterrades Seg- mente ausgespart sind oder daß das Lüfterrad mit Permanentma- gneten versehen ist und die Motorwelle über ihren Umfang seg- mentartige Aussparungen aufweist, derart, daß im Zusammenwir- ken der segmentierten Lüfterradnabe mit den Permanentmagneten der Motorwelle bzw. im Zusammenwirken der segmentierten Mo- torwelle mit den Permanentmagneten des Lüfterrades und abhän- gig von der Motordrehzahl die Drehzahlbegrenzungs-und Rege-

lungseinrichtung wirksam ist. Diese Schlupfkupplung arbeitet nach dem Reluktanzprinzip.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektromagnetischen An- trieb der beschriebenen Art bezüglich seiner Eigenbelüftung bzw. Motorkühlung durch wenigstens ein vom Motor antreibbares Lüfterrad weiter zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Pa- tentanspruches 1 gelöst. Damit wird erreicht, daß die Kühl- luftmenge bei niedrigeren Motordrehzahlen in ausreichendem Maße zur Verfügung steht, während die zu fördernde Kühlluft- menge bei höheren oder hohen Motordrehzahlen nicht mehr pro- portional zur steigenden Motordrehzahl ansteigt. Dadurch, daß das Lüfterrad erfindungsgemäß im Motorgehäuse bzw. am Lager- schild und damit nicht auf der Motorwelle gelagert ist, er- gibt sich stets eine ausreichend hohe Lüfterrad-Lagerdreh- zahl, auch bei kleiner oder gegen Null gehender Relativdreh- zahl der Motorwelle zum Lüfterrad. Dadurch werden ein besse- res Laufverhalten und eine verbesserte Lagerschmierung der Lüfterradlagerung erreicht. Während bei der bekannten Lage- rung des Lüfterrades auf der Motorwelle durch den dabei ro- tierenden Lageraußenring und die Fliehkraft das Schmiermittel zum Außenring gedrückt wird und zu einer erhöhten Lagerrei- bung führt, steht der Lageraußenring der im Motorgehäuse bzw. im Motorlagerschild angeordneten Lagerung des Lüfterrades still, was die Lagerreibung vermindert. Durch die mechanische Entkopplung des Lüfterrades vom Läufer des Elektromotors wer- den beispielsweise durch eine Läuferunwucht verursachte La- gerbelastungen verringert.

Nach einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß das mit den Permanentmagneten der Motorwelle oder des Lüfterrades die elektromagnetische Schlupfkupplung bildende elektrisch leitende Teil des Lüfterrades oder der Motorwelle aus einer Hülse aus elektrisch leitfähigem Material besteht. Hiernach erübrigt die einfach auszubildende elektrisch leitfähige

Hülse, die in der magnetisch leitfähigen Lüfterradnabe sitzt, eine zusätzliche Käfigwicklung. Die einfach herstellbare Hülse besteht vorzugsweise aus Kupfer.

Gemäß einer weiteren Ausführung kann das Lüfterrad oder die Lüfterradnabe aus nicht magnetischem Material, z. B. Alumi- nium, bestehen, wobei eine zusätzliche Hülse entfällt. Ande- rerseits kann das Lüfterrad aus Kunststoff ausgeführt werden, wobei in die Kunststoffnabe eine elektrisch leitfähige Hülse, z. B. Kupferhülse, eingesetzt wird. Bei diesen Ausführungen ist eine Gewichtsreduzierung möglich, was für mit hohen Dreh- zahlen arbeitende Antriebe wichtig ist.

Eine weitere Ausführung zeichnet sich nach der Erfindung da- durch aus, daß für einen Antrieb mit kleiner axialer Baulänge die Teile der elektromagnetischen Schlupfkupplung (Magnete und Käfig) nicht koaxial, sondern radial (Scheibenläuferprin- zip) zur Motorwelle angeordnet sind.

Gemäß der Erfindung kann die elektromagnetische Schlupfkupp- lung so ausgebildet sein, daß die Mitte der Magnete und des Käfigs axial versetzt sind, so daß eine axiale Kraftkompo- nente erzeugt wird, die auf die Lüfterradlagerung wirkt und . eine Taumelbewegung verhindert. Hierbei ist eine Lüfterradla- gerung nur mit einem Lager, z. B. einem zweireihigen Lager oder einer Lagerungseinheit, zwischen dem Motorgehäuse bzw.

Motorlagerschild und dem Lüfterrad ausführbar.

Die Erfindung umfaßt ferner eine Ausführung gemäß Anspruch 8, deren elektromagnetische Schlupfkupplung nach dem Reluktanz- prinzip arbeitet, wobei die Schlupfkupplungsteile auch ohne Käfigwicklung oder Kupferhülse ausführbar sind.

Bei der Ausbildung des elektromagnetischen Teils der Schlupf- kupplung sind des weiteren Permanentmagnetpaare durch einen oder mehrere Stabmagnete ersetzbar, welche beispielsweise in Querbohrungen der Motorwelle bzw. in Bohrungen des Lüfterra-

des einsetzbar sind. Dabei können resultierende Fliehkräfte auf die Magnete vermieden werden und es ist eine einfache Be- festigung und Fixierung der Stabmagnete möglich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weite- ren Patentansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die Zeichnung erläutert, die einen Teil- schnitt durch einen erfindungsgemäßen elektromotorischen An- trieb zeigt, wie er insbesondere für mit hohen Drehzahlen be- treibbare Drehstrom-Bahnmotoren geeignet ist.

Von einem an sich bekannten Elektromotor 1 sind vom Motorge- hausse 5 ein Motorlagerschild und ein Motorgehäusedeckel 15, ferner eine Motorwelle 3, ein Motorwellenlager 13, ein Motor- wellenlagerdeckel 14 sowie ein Lüfterrad 2 mit einem Lüfter- radflügel 16 dargestellt. Nach dem gezeichneten Ausführungs- beispiel ist das Lüfterrad 2 über seine Lüfterradnabe 7 in koaxialer Anordnung zur Motorwelle 3 im Motorgehäuse 5 bzw. im Motorlagerschild frei drehbar gelagert. Die in der darge- stellten Ausführung aus zwei Lagern 4,4'bestehende Lagerung des Lüfterrades 2 sitzt mit ihrem still stehenden Lageraußen- ring in einer Lageraufnahme 8 des Motorgehäuses 5 bzw. des Motorlagerschildes, wobei sich eine ringförmige Anformung 9 der Lüfterradnabe 7 gegen den drehenden Lagerinnenring des Lüfterradlagers 4,9'abstützt. Die Lagerung des Lüfterrades kann z. B. wie dargestellt aus zwei Lagern 4,4'oder einem zweireihigen Lager bzw. einer Lagerungseinheit mit den Lager- reihen 4,9'bestehen. Der Lagerung wird ferner eine nicht dargestellte, an sich bekannte axiale Fixierung zugeordnet.

Zwischen dem frei drehbar gelagerten Lüfterrad 2 und der Mo- torwelle 3 befindet sich eine elektromagnetische Drehzahlbe- grenzungs-und-Regeleinrichtung für das Kühlluftgebläse. Die als elektromagnetische Schlupfkupplung ausgelegte Einrichtung wirkt in der Weise, daß mit steigender Motordrehzahl, insbe-

sondere ab einem bestimmten Drehzahlbereich, über die Schlupfkupplung die Antriebswirkung auf das Lüfterrad ab- nimmt. Andererseits bewirkt die Schlupfkupplung bei einer un- ter einen bestimmten Drehzahlbereich abfallenden Motordreh- zahl, daß die Antriebswirkung der Kupplung auf das Lüfterrad wieder zunimmt. Die durch einen vorgebbaren Luftspalt 11 ge- trennten Teile 6,10 der elektromagnetischen Schlupfkupplung werden von Magneten 6 bzw. einem Käfig 10 gebildet.

Im gezeichneten Ausführungsbeispiel tragt die Motorwelle 3 Permanentmagnete 6, während das Lüfterrad 2 bzw. die Lüfter- radnabe 7 mit einer oder mehreren Kurzschluß-oder Käfigwick- lungen 10 bestückt ist. In der Ausführung besteht der Käfig 10 aus einer Kupferhülse, die in die Nabe 7 beispielsweise eines Kunststoff-Lüfterrades 2 einsetzbar ist. Mit 12 ist ein Luftspalt zwischen der Lageranformung 9 der Lüfterradnabe und der Motorwelle 3 bezeichnet.

Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die Permanentmagnete auch am Lüfterrad und das elektrische Teil 10 des Käfigs an der Motorwelle angeordnet sein. Die ma- gnetische Erregung der Schlupfkupplung erfolgt über die Per- manentmagnete und aufgrund der Drehung der Motorwelle 3 bzw. des Lüfterrades 2. Das zur Mitnahme des Lüfterrades erforder- liche Drehmoment entsteht durch Induzierung einer elektri- schen Spannung im Käfig 10 in gleicher prinzipieller Art wie bei einer Asynchronmaschine mit Käfigläufer. Die Anordnung ist insbesondere so bemessen, daß-abgesehen von eventuellen Reaktionsmomenten-das maximale Moment (Kippmoment) bei ei- ner vorgegebenen Drehzahl erreicht wird, bei der es zur Über- windung des Druckabfalles des aerodynamischen Kreises gerade ausreicht. Diese Drehzahl wird im allgemeinen zwischen 50 und 75 % der höchsten Motordrehzahl liegen. Steigt nun die Mo- tordrehzahl über diesen Wert, so stellt sich aufgrund der Drehmoment-Schlupf-Kennlinie der Kupplung für das Lüfterrad eine niedrigere Drehzahl ein, wodurch Kühlluftmenge, Energie- aufwand und Geräusch des Lüfters sinken.