DE1908932A1 - Vorrichtung an dem Lager fuer den Rotor eines Elektromotors - Google Patents

Description

PATENTANWALT ■

Dr. DIETER LOUIS - ,

KESSL£fePLAT.Z 3 - ,

9853/54 10/re

ERUGS KJ0LEi.VDELING A/S, Sandvika bei OeIo(Norwegen)

Torrichtung an dem lager für den Rotor eines Elektromotors. .

Torliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung an dem Lager für den Rotor in einem elektrischen Motor, der dazu bestimmt^: ist, mit vertikaler Achse zu arbeiten. Hermetisch geschlossene . Kühlaggregate sind ein typisches Beispiel für die Anwendung derartiger Motoren. Hier sind Pumpe und Motor zu einer Einheit kombiniert, die in einer hermetisch geschlossenen Kapsel mit Einlauf und Auslauf für das Kühlmedium eingeschlossen ist. Ein derartiges Aggregat soll jahrelang ohne Notwendigkeit zur Instandhaltung und Kontrolle arbeiten. Bas einzige, was die Lebensdauer des Aggregates beschränkt, ist die Lebensdauer der Lager für den Anker oder den Rotor. Es hat wenig Zweck, einen angemessenen Torrat an Schmiermittel in dem Motor vorzusehen, da dieses sich mit dem Kühlmedium vermischen und nach ganz kurzer Zeit seine Schmierfähigkeit verlieren würde. Die Abnutzung des Lagere führt dazu, dass eine Lockerung entsteht. Hiernach kann sich der Rotor radial verschieben und gegen den Stator schlagen, so dass der Motor unbrauchbar wird. Eine Abnutzung ist jedoch, nicht zu vermeiden, und jede Abnutzung hat eine Bewegung des einen abge-

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nutzten Seiles im Verhältnis au dem anderen air Folge. Diese Tatsache 1st früher in dem Rotorlager für den hier in Präge stehenden Zweck dadurch ausgenutzt worden, dass Welle und lager mit konischen Flächen ausgebildet werden, die auch bei. Abnutzung immer in AnI age aneinander verbleiben, weil die Abnutzung zu Axialverschiebung des Rotors führt. Mit Rücksieht hierauf ist also der Rotor mit einem axialen S])IeI einzubauen, fe was dadurch erreicht werden kann, dass der Rotor eine etwas grössere axiale Länge als die Feldmagneten des Motors besitzt. Ein Beispiel hierfür ist in dem US-Patent 3 114 322 beschrieben. Ein Nachteil der bekannten konischen Lager besteht.darin, dass sie viel Platz fordern, weil der Konuswinkel verbaltnismässig gross sein muss, damit sich die Lagerflächen nicht aufeinander festkeilen. Wird der Konuswinkel bis unterhalb eines bestimmten Wertes reduziert, dann kann die Friktion zwischen den. Lagerflächen unangemessen hoch werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung in erster Linie die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Anwendung eines sehr kleinen KonuBwinkels ermöglicht, so dass schlanke Lagerteile verwendet wer-• den können,, die keinen grosseren Platz als ganz allgemein gewöhnliche zylindrische Lager erfordern. Dies wirderfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zusätzlich zu dem konischen Lager ein Endlager benutzt wird, das den grössten Teil des Gewichtes des Rotors trägt. Das Endlager kann ebene Flächen besitzen, die aufeinander gleiten, während das konische Lager Lagerflächen besitzt, die in sehr leichter Berührung miteinander stehen, wobei -Jedoca

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eine so gute Steuerung für den Rotor vorgesehen ist, dass sich -dieser, nicht radial bewegen kann« Die Abnutzungsfestigkeit der verschiedenen Lagerflächen wird so eingestellt, dass sich die genannten Endflächen im Laufe der Zeit so schnell abnutzen, dass der Flächendruck zwischen den konischen Lagerteilen, die auch . abgenutzt werden, annähernd konstant gehalten wird.

Die Erfindung hat somit im einzelnen eine Vorrichtung an demLager für den Eotor in. einem elektrischen Motor zum Gegenstand, der dazu bestimmt ist, mit vertikaler Achse zu arbeiten, ins- , besondere zum Antrieb einer Pumpe in einem hermetisch geschlossenen Kühlsystem, wobei die beiden Teile des Lagers zusammenpassende konische Gleitflächen /besitzen, wodurch der Rotor bei Abnutzung der Gleitflächen axial verschoben wird, und sie ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass das auf einer stationären Welle gelagerte hülsenförmige Lager des Rotors eine Endfläche in Anlage an einer angrenzenden Stationärfläche besitzt, wobei das Areal und die Abnutzungsfestigkeit dieser Flächen so gewählt wird, dass ihre Abnutzung der Abnutzung der konischen Gleitflächen so angepasst ist, dass die Friktionskräfte zwischen den konischen Flächen jederzeit so klein sind, dass eine Verkeilung nicht stattfindet, aber gleichzeitig so, dass eine seitliche Lockerung des Rotors vermieden wird.

Weitere die Erfindung ausgestaltende Merkmale bestehen darin, dass die Welle aus Metall und die Hülse aus Kohle besteht. Ferner kann.die Hülse zwecke Zufuhr von Medien, welche die Friktion zwischen den kozdechen Flächen reduzieren, mit Rinnen,

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Kanälen od. dgl« versehen sein.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Motors erläutert· '.

Der Stator 1 mit den Wicklungen 2 ist in einem Motorgehäuse :

* 3 eingeschlossen, das an seinem unteren Ende einen Einlauf 4 für ein Kühlmedium durch eine zentrale stationäre Welle 5* be- ' · sitzt, auf welcher der Rotor 6 des Motors gelagert ist· Die hohle Welle 5 führt das Kühlmedium zu einer von dem Motor angetriebenen Kühlmediumpumpe, die insgesamt mit 7 bezeichnet ist. * Pumpe und Motor sind in an sich bekannter Weise hermetisch geschlossen und für einen vieljährigen Betrieb ohne Kontrolle oder Instandhaltung bestimmt. Die hohle Welle,5 sitzt fest in dem Enddeckel 8 des Motorgehäuses. Der Rotor 6 ist auf dieser Welle drehbar gelagert· Um zu verhindern,, dass eine Abnutzung da-

f zu führt, dass sich der Rotor 6 in radialer Richtung !ackert, so dass er gegen den Stator 1 des Rotors ausschlagen würde, sind die Lagerfläch en zwischen lein Rotor 6 und der Welle 5 konisch ausgebildet, wie bei 9 angedeutet wird. Bei Abnutzung der Lagern flächen wird sich der Rotor 6 (auf der Zeichnung) axial nach / unten verschieben. Durch die konis.che Porm der Lagerflächen wird der Rotor 6 stets in dem Motor zentriert gehalten. Durch die konische Form könnte sich der Rotor 6 auf den Flächen 9 festkeilen, besonders wenn der Motor eine Zeitlang stillgestanden hat. Um diese Möglichkeit auszuschliessen, j.st erfindungsgemäss das

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Lager in dem Rotor 6 als eine Hülse 10 ausgebildet, deren unteres Ende 11 eine Lagerfläche besitzt, die bei 12 an einer Lagerfläche eines stillstehenden Seiles des Motors anliegt. Die Lagerfläche 11 ist,was Grosse und Abnutzungsfestigkeit betrifft, erfindungsgemäss der Abnutzung der konischen Flächen 9 so angepasst, dass die Lagerfläche 11 die Hülse 10 so hoch hält, dass eine Festklemmung der konischen Flächen nicht stattfindet. Sie Abnutzung der Fläche 11 muss jedoch andererseits so schnell . erfolgen, dass die Abnutzung der Flächen 9 nicht zu einer seitlichen Lockerung des Rotors 6 führt. Es ist vorteilhaft, die Wat-, le 6 aus Metall und die Lagerhülse 10 aus Sohle auszubilden, insbesondere in Terbindung mit den Pumpen von Kühlmedien· Die Hülse 10 kann mit Rinnen und Kanälen 13 versehen sein, die friktionsherabsetzende Medien zu den konischen Lagerflachen leiten. .

Hiernach ergibt sich, dass;.man bei richtiger Bemessung der konischen und ebenen Lagerflächen ein Lager sit sehr grosser Abnutzungsdauer erhalten kann, so dass der Motor und dadurch das Kühlaggregat über sehr lange Perioden in Betrieb gehalten werden kann. Wird der Rotor 6 etwas länger ausgeführt als die axiale Länge des Stators t, dann hat die bei Abnutzung des Lägers stattfindende axiale VerSchiebung des Rotors keine Einwirkung auf den Effekt des Motors. .

Das in der Zeichnung wiedergegebene Ausführungsbeispiel dient .lediglich'dasu, die ^ Erfindung^:su illus-tri©3?©s' n&i stellt keine-

Ins¹ Hefiafemg dar,'die; siofe in a®®©&®g£L@i Weise-.. - -909039/10-20 " . ■ ' - · ' ' ." .'■■

abwandeln lässt, ohne den Rahmen der .Ansprüche zu verlassen«, So kann der Motor z.B. mit einer Feder oder einer anderen nachgiebigen Torrichtung ausgebildet werden, welche die konischen Lagerflächen auch dann noch in Anlage aneinander hält, wenn die Rotationsachse des Motors in eine andere als vertikale Lage gelangen sollte.

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Claims (3)

1. Patent- (Schutz-)Ansprüche

   Vorrichtung an dem Lager für den Rotor eines Elektromotors, dessen Rotationsachse vorzugsweise vertikal angeordnet ist, insbesondere zum Antrieb der Pumpe in einem hermetisch geschlossenen Kühlsystem, wobei die beiden Lagerteile zusammenpassende konische Gleitflächen besitzen, wodurch der Rotor bei Abnutzung der Gleitflächen axial verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorlager als Hülse' (10) ausgebildet ist, die auf einer stationären Welle (5) sitzt und eine Endfläche besitzt, die an einer angrenzenden Stationärfläche (12) anliegt, wobei Ausdehnung und Abnutzungsfestigkeit dieser Flächen so gewählt ist, dass ihre Abnutzung der Abnutzung der konischen Gleitflächen so angepasst ist, dass die Priktionskräfte zwischen den konischen flächen jederzeit so klein sind, dass eine Pestklem- . mung nicht stattfinden kann, gleichzeitig aber eine seitliche Lockerung des Rotors vermieden wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle aus Metall und die Hülse aus Kohle besteht.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse mit Rinnen, Kanälen (13) od. dgl. für Zufuhr von Medien versehen ist, welche die Priktion zwischen dan konischen Flächen reduzieren.

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