DE1172357B - Laeuferlagerschild mit aufgesetzten Luefterschaufeln fuer Aussenlaeufer-Elektromotoren - Google Patents

Description

• Läuferlagerschüd mit aufgesetzten Lüfterschaufeln für Außenläufer-Elektromotoren Die Erfindung betrifft einen Außenläufer-Elektromotor, dessen Läufer auf einer feststehenden Welle unter Verwendung eines sich selbsttätig einstellenden Gleitlagers gelagert ist, wobei der Motor auf jeder Seite einen zur Halterung des Außenläufers dienenden, lösbar mit demselben verbundenen Lagerschild aufweist, der mit radial aufgesetzten Lüfterschaufeln versehen ist.
• Die Anwendung solcher Motoren erfolgt oft bei Geräten, in denen der zur Verfügung stehende Platz sehr gering ist. Dieses ist beispielsweise auch bei Büromaschinen der Fall.
• Es wurde bereits vorgeschlagen, für Motoren dieser Art sich selbsttätig einstellende Gleitlager zu verwenden. Jedoch erfordern diese, in den bisher bekannten Ausführungen eine derartige Bauhöhe, daß der radial über ihnen befindliche Raum technisch nicht mehr wesentlich von Nutzen ist. Die für einen solchen Motor erforderlichen Belüftungseinrichtungen sind in einem besonderen Abschnitt der axialen Länge des Motors angebracht, wodurch dessen Baulänge vergrößert wird.
• Um vor allem die sich auf den Platzbedarf des motors beziehenden Nachtäile zu beseitigen, wird für einen Außenläufermotor, dessen Läufer auf einer feststehenden Welle des innenliegenden Ständers unter Verwendung eines Gleitlagers gelagert ist, wobei der Motor eine Belüftungsvorrichtung und zur Halterung des Außenläufers dienende Lagerschilde aufweist, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß vom Außendurchmesser des Läufers bis zum Durchmesser der Lagernabe im Durchmesser kontinuierlich abnehmende, kegelstumpfförmige Lagerschilde mit radial aufgesetzten stumpfwinklig dreieckigen Lüfterschaufeln vorgesehen werden,-deren stimseitige Hüllfläche ebenfalls einem bis zur Nabe reichenden Kegelstumpf entspricht, wobei das Lager ganz und auch die Wickelköpfe zum großen Teil im Bereich des Keggelstumpfes der Lagerschilde liegen.
• Durch diese Maßnahme wird nicht nur die axiale Baulänge des Motors bedeutend verkürzt, ohne daß auf die Anwendung eines sich selbsttätig einstellbaren Gleitlagers verzichtet werden muß, sondern es wird auch eine gute Belüftung des Motors und damit eine gute Wärmeabfuhr vom Motor erreicht.
• Bei rechteckigen Flügeln eines Radiallüfters ergibt sich für die abströmende Luft über die Achslänge ein konstanter Druck. Bei dreieckförrnigen Flügeln jedoch nimmt der Druck über die Achslänge in der Einströmrichtung der Luft zu. Das bedingt beim Anmeldungsgegenstand eine axiale Strömungskomponente der abströmenden Luft über den Motor hinweg, da die Luft bereits mit verhältnismäßig großer Anfangsgeschwindigkeit axial an der Stirnseite des Lüfters eintritt und infolge der ihr deshalb innewohnenden kinetischen Energie an den Lüftergrund, den Kegelmantel des Lagerschildes, gedrängt wird. Die etwa ün Winkel von 45' zur Motorachse abströmende Luft verwirbelt jedoch noch stark zum Motor hin. Wird nun noch die Stirnseite des Lüfters keglig gestaltet, d. h. die Flüge!-vorderkanten abgesehrägt, so daß sich stumpfwinklig dreieckige Lüfterschaufeln ergeben, tritt ein Wachsen des Druckes ein bis zu dem Punkt, wo die Flügelvorderkante auf den Lüfteraußendurchmesser trifft. Durch die entsprechende Axialbeschleunigung wird die Luft kräftig gebündelt und strömt nahezu wirbelfrei in einem Winkel von etwa 121 zur Motorachse über den Motor hinweg. Diese Umlenkung der Luft zum Motor hin kann noch dadurch verbessert werden, daß am größten- Umfang der Kegelfläche des Lagerschildes eine Umlenkvorrichtung, vorzugsweise eine am Umfang entlanglaufende Stufe oder Rippe, vorgesehen wird.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das sich selbsttätig einstellende, umlaufende Gleitlager als Kalotte ausgebildet ist und aus speziellem Lagerwerkstoff besteht. Unter Lagerwerkstoff sind Materialien wie z. B. Sintermetalle, Sintereisen, Kunststoffe u. dgl. zu verstehen.
• Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Gleitlagers dient die Oberfläche der Welle als feststehende Gleitfläche, so daß sich eine besondere, fest auf der Welle sitzende Lagerbuchse erübrigt. Hierdurch erhält das Lager- insgesamt einen so geringen Durchmesser, daß radial über demselben genügend Raum für eine reichliche Bemessung der Lüfterflügel vorhanden ist.
• Es wird ferner vorgeschlagen, daß die Kalotte an ihren K-ugelflächen mittels einer federnden Klemmbrille und einer an dem Lagerschild befindlichen Kante gelagert ist, in die ein der Kugelfläche der Kalotte entsprechender Radius eingepreßt ist. Dabei braucht die Kante nicht den ganzen Umfang der Lagerung einzunehmen, sondern es ist ausreichend, diese Kante an drei gleichmäßig auf den Umfang verteilten Stellen auszubilden, so daß eine Dreipunktla,gerung entsteht.
• Als weitere Maßnahme zur Förderung der Kühlwirkung wird vorgeschlagen, daß die Lüfterschaufeln an der Innenseite des Lagerschildes befindliche Verlängerungen aufweisen, die die Form radialer Rippen haben.
• Eine andere Möglichkeit zur Verbesserung der Kühlung für den Fall, daß eine geschlossene Bauweise des Motors nicht erforderlich ist, besteht darin, daß die Kegelfläche des Lagerschildes mit Öffnungen versehen ist, wobei es besonders günstig ist, wenn in dem zwischen den Lüfterschaufeln liegenden Teil der Kegelfläche jeweils mehrere Öffnungen vorgesehen sind, die auf verschiedenen Durchmessern liegen. Dabei ist es zweckmäßig, daß sich jeweils eine auf einem größeren und eine auf einem kleineren Durchmesser liegende öffnun 'g auf einem Sektor des Lagerschildes befinden, der durch zwei Lüfterschaufelverlängerungen gebildet wird.
• Ein weiterer Vorteil, der sich sowohl hinsichtlich der Raumersparnis als auch in fertigungstechnischer Hinsicht sehr günstig auswirkt, besteht darin, daß der Lagerschild direkt am Kurzschlußring des Außenläufers lösbar befestigt ist und daß die Befestigung zugleich als Zentrierung ausgebildet ist.
• Durch diese Maßnahmen erübrigt sich die Anbringung eines Außengehäuses. Außerdem wird der Kühlluft auch bei geschlossener Motorbauweise eine direkte Berührung mit dem elektrisch wirksamen Teil des Läufers ermöglicht, d. h., es wird das Kühlmittel in direkte Nähe der Wärmeerzeugung gebracht.
• Für die Anordnung des erforderlichen Abtriebes wird vorgeschlagen, daß der Lagerschild eine Verlängerung in axialer Richtung aufweist, wobei Lagerschild und Verlängerung in fertigungstechnisch einfacher Weise aus einem Stück hersteRbar sind.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.
• In F i g. 1 ist ein Außenläufermotor dargestellt, dessen Anker 10 fest auf einer Welle 11 sitzt und dessen umlaufender Teil, d. h. dessen Läufer 12 mittels eines als Kalotte ausgebildeten Gleitlagers 13 gelagert ist. Dabei dient die Oberfläche der Welle 11 als feststehender Teil des Lagers. Die Kalotte ist mit ihrer Kugelfläche einmal an der Klemmbrille 14 und außerdem an einer Kante 15 gelagert, in die ein der Kugelfläche der Kalotte 13 entsprechender Radius eingepreßt ist. Die Schmiermittelzufuhr erfolgt von außen in radialer Richtung. Das Schmiermittel befindet sich in einem Raum, der teilweise vom Lagerschild 16 und teilweise von einer Haube 17 gebildet wird, wobei eine Dichtung zwischen diesen beiden Teilen mittels einer Gummidichtung 18 erzielt wird. Der Schmiermittelraum. besteht also im wesentlichen aus den beiden mit der Ziffer 19 gekennzeichneten Teilen, von denen zumindest in dem direkt an der Kugelfläche der Kalotte 13 liegenden Teil ein Filzring vorgesehen werden kann.
• Es ist natürlich auch denkbar, den Lagerschild 16 so auszuführen, daß der erforderliche Schmiennittelraum nur von demselben allein gebildet wird. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es möglich, etwa radial über der Lagerung auch noch die Belüftungseinrichtung anzuordnen, die im wesentlichen aus mehreren Flügeln 20 besteht. Durch die kegelförmige Ausbildung des Lagerschildes 16 und durch die für die Lüfterschaufeln 20 gewählte Form wird ein Luftstrom erzielt, der sowohl an der Keaelfläche des Lagerschildes 16 als auch an der Außenfläche des Läufers 12 entlanggeführt wird. Eine Umlenkung dieses Luftstromes in die axiale Richtung wird durch die durch die obengenannten Maßnahmen erzielten Strömungsverhältnisse bewirkt.
• F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch das Lagerschild 16. Einige der äußeren Lüfterschaufeln 20 weisen Verlängerungen 21 nach innen auf, die rippenförmig ausgebildet sind und zu einer besseren Verwirbelung der Innenluft dienen. Diese Verlängerungen 21 können beispielsweise für jede der Rippen 20 oder auch nur für jede zweite von ihnen vorgesehen werden.
• Falls keine streng geschlossene Bauart des Motors erforderlich ist, ist es zweckmäßig, zusätzliche öffnungen 22 und 23 an der Kegelfläche des Lagerschildes anzubringen. Durch Anordnung dieser öffnungen auf unterschiedlichen Durchmessern wird durch die unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeit der Luft eine besonders günstige Luftbewegung erzielt.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, das Lagerschild 16 unmittelbar an der Kurzschlußwicklung 24 (F i g. 1) des Lüfters 12 zu befestigen und diese Befestigung so auszubilden, daß zugleich eine Zentrierung erreicht wird.
• Das Lagerschild 16 ist mit einer axialen Verlängerung 25 versehen, von der aus der Abtrieb über einen in der Nute 26 angelegten Keilriemen erfolgt, jedoch sind die an dieser Stelle anzuordnenden Abtriebsvorrichtungen den gerade vorliegenden Erfordernissen beliebig anpaßbar.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Außenläufer-Elektromotor, insbesondere Außenläufer-Einbaumotor, dessen Läufer auf einer feststehenden Welle des innenliegenden Ständers mittels selbsteinstellender Gleitlager gelagert ist, mit einer Belüftungseinrichtung an den Läuferlagerschilden in Form von in radialer Richtung aufgesetzten Lüfterschaufeln, g e - kennzeichnet durch vom Außendurchmesser des Läufers bis zum Durchmesser der Lagernabe im Durchmesser kontinuierlich abnehmende, kegelstumpfförmige Lagerschilde mit radial aufgesetzten stumpfwinklig dreieckigen Lüfterschaufeln, deren stirnseitige Hüllfläche ebenfalls einem bis zur Nabe reichenden Kegelstumpf entspricht, wobei das Lager ganz und auch die Wickelköpfe zum großen Teil im Bereich des Kegelstumpfes der Lagerschilde liegen.
2. 2. Außenläufer-Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lager ein Gleitlager genngen Außendurchmessers verwendet ist. 3. Außenläufer-Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lager ein Kalottenlager mit einer aus Sintermetall, Sintereisen, Kunststoff od. dgl. bestehenden Lagerkalotte (13) verwendet ist. 4. Außenläufer-Elektromotor nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz der Lagerkalotte (13) im Lagerschild (16) eine mit einer Kugel gleichen Durchmessers mit der Lagerkalotte, eingedrückte Ringkante (15) ist, die zu einer Dreipunktauflage unterbrochen sein kam 5. Außenläufer-Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des Kegels der Lagerschilde (16) und die Neigung des durch die stimseitige Hüllfläche der Lüfterschaufeln (270) gebildeten Kegels so gewählt sind, daß der Kühlluftstrom axial zum Motor hin möglichst stark abgebogen wird. 6. Außenläufer-Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am größten Umfang der Kegel der Lagerschilde eine Umlenkvorrichtung in Form einer Ringstufe oder Rippe zur stärkeren Umlenkung des Kühlluftstromes in axialer Richtung vorgesehen ist. 7. Außenläufer-Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschilde (16) in ihrem kegeligen Bereich an der Innenseite radiale Rippen (21) als Fortsetzung der Lüfterschaufeln (20) nach innen haben, und zwar vorzugsweise an jeder zweiten Lüfterschaufel. 8. Außenläufer-Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschilde (16) in ihrem kegeligen Bereich Öffnungen (22, 23) haben. 9. Außenläufer-Elektromotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lüfterschaufeln (20) jeweils zwei oder mehrere Öffnungen (22, 23) vorgesehen sind, die auf verschiedenen Durchmessern des durch die Lagerschilde gebildeten Kegels liegen. 10. Außenläufer-Elektromotor nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweils eine auf einem größeren und eine auf einem kleineren Durchmesser liegende öffnung auf einem Sektor des Lagerschildes befinden, der durch zwei Innenrippen (21) begrenzt ist. 11. Außenläufer-Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschilde direkt an den Kurzschlußringen des Außenlüfters lösbar befestigt sind. 12. Außenläufer-Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Lagerschild eine Verlängerung (25) der Nabe hat, die als Abtriebsmittel ausgebildet ist, wobei Lagerschild (16) und Verlängerung (25) aus einem Stück bestehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 969 793; deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1751279, 1801274; österreichische Patentschrift Nr. 193 006; schweizerische Patentschrift Nr. 217 857; belgische Patentschrift Nr. 494 080; britische Patentschrift Nr. 646 317.