DE19536794B4

DE19536794B4 - Trägerstruktur für einen Elektromotor zum Antrieb einer Pumpe

Info

Publication number: DE19536794B4
Application number: DE19536794A
Authority: DE
Inventors: Takashi Okazaki Sato
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-10-03
Filing date: 1995-10-02
Publication date: 2009-09-17
Anticipated expiration: 2015-10-03
Also published as: DE19536794A1; JPH08163815A; US5811902A; JP3489283B2

Abstract

Motortragevorrichtung, mit
einem Tragegehäuse (3),
einer in dem Tragegehäuse (3) ausgebildeten Lagerkammer (5),
einem ringförmigen Lagerelement (21) zum Lagern einer Ausgangswelle (7) eines Motors, wobei das Lagerelement (21) in der Lagerkammer (5) mit einem gegebenen Abstand zwischen dem Außenumfang des Lagerelements (21) und einer zugeordneten Innenwandung (5a) der Lagerkammer (5) angeordnet ist, und
einer Vorspannkrafterzeugungseinrichtung (25), die eine in axialer Richtung der Ausgangswelle (7) wirkende und bezüglich des Lagerelements (21) exzentrische Vorspannkraft auf das Lagerelement (21) erzeugt, um das Lagerelement (21) schräg zu stellen und so das Lagerelement (21) fest in Anlage mit der Innenwandung (5a) der Lagerkammer (5) zu halten.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Tragestruktur für einen Motor, und insbesondere auf eine vibrationsdämpfende Struktur für einen Elektromotor zum Antrieb einer Pumpe.
13 zeigt einen aus der JP 06-122364 A (nächstkommender Stand der Technik) bekannten Elektromotor für eine hydraulische Pumpe, die in einem Antiblockiersystem (ABS) für Automobile verwendet wird. Beim dargestellten Elektromotor ist eine Welle 107 in einem Lagergehäuse 105, das in einem Pumpengehäuse 103 ausgebildet ist, montiert, indem ein fest auf der Spitze der Welle 107, d. h. dem Motor abgewandten Ende der Welle 107, fest angebrachtes Kugellager 121 in einen Bodenabschnitt des Lagergehäuses 105 eingesetzt ist, während ein am unteren Ende der Welle 107, d. h. am motorseitigen Ende der Welle 107, befestigtes Kugellager 122 in einem ausgesparten Abschnitt 105b im Pumpengehäuse 103 mittels eines (Kunst-)Harzes oder Klebers befestigt ist. Eine Tellerfeder 125 ist in dem Bodenabschnitt des Lagergehäuses 105 angeordnet, um eine konstante Schubkraft oder Axialkraft auf das Kugellager 121 aufzubringen, um die Abstützung der Spitze der Welle 107 zu verbessern.
Bei dem vorgenannten Aufbau ist ein schmaler Abstand zwischen der Innenwandung des Lagergehäuses 105 und einer Umfangsfläche des Kugellagers 121 ausgebildet, um das Einführen des Kugellagers zu erleichtern. Dies bewirkt jedoch während des Betriebs erzeugte Vibrationen. Um solche Vibrationen zu unterdrücken, ist es notwendig, den Abstand so gering wie möglich zu machen. Dies erfordert jedoch einen hohen Grad an Herstellgenauigkeit, der zu einem Anstieg der Gesamtkosten des Systems führt.
Die DE 34 11 704 C2 zeigt eine Wälzlagervorrichtung, in der ein Wälzlager unter passieren eines erweiterten Abschnitts möglichst gerade in seinem Sitz eingebaut und dort mit einem Sprengring festgelegt werden soll. Ausdrücklich wird darauf hingewiesen, dass eine Schrägstellung des Lagers zu vermeiden ist.
Die DE 31 25 721 A1 schlägt eine verbesserte Lagervorrichtung mit Wälzlagern an Teilen vor, die bei sehr unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden (beispielsweise ein Backofen). Dabei ist vorgesehen, den Außenring der verwendeten Wälzlager mit großem Spiel gegenüber der Lagerkammer auszuwählen und den verbleibenden Hohlraum mit einer dauerelastischen Füllmasse, z. B. Silikonkautschuk auszugießen.
Das deutsche Gebrauchsmuster DE 84 13 234 U1 beschreibt eine Vorspanneinrichtung, die ein Lager in Axialrichtung, und zwar genau in Axialrichtung, beaufschlagt.
Gegenüber diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Motortragevorrichtung sowie eine motorgetriebene Pumpe dahingehend zu verbessern, dass Vibrationen auch für die mit axialer Vorspannung beaufschlagten Lagerelemente möglichst gut und mit einfachen Mitteln unterdrückt werden.
Diese Aufgabe wird durch die Ansprüche 1 bzw. 6 gelöst.
Erfindungsgemäß ist eine Motortragestruktur vorgesehen, die ein Tragegehäuse, eine in dem Tragegehäuse ausgebildete Lagerkammer, ein ringförmiges Lagerelement zum Lagern einer Ausgangswelle eines Motors, wobei das Lagerelement in der Lagerkammer mit einem gegebenen Abstand zwischen dem Außenumfang des Lagerelements und einer inneren Wandung der Lagerkammer angeordnet ist, und ein Vorspannkrafterzeugungselement aufweist, das eine in axialer Richtung der Ausgangswelle und bezüglich des Lagerelements exzentrische Vorspannkraft auf das Lagerelement ausübt, um das Lagerelement schräg zu stellen und das Lagerelement fest in Anlage mit der Innenwandung der Lagerkammer zu halten.
Das Vorspannkrafterzeugungselement hat Vorzugsweise eine Vielzahl Federabschnitte, die eine Endfläche des Lagerelements in einer Axialrichtung der Ausgangswelle des Motors belasten. Einer dieser Federabschnitte ist so ausgelegt, dass er eine größere Federkraft erzeugt als die anderen Federabschnitte.
Die Federabschnitte können voneinander getrennt sein und in regelmäßigen Intervallen angeordnet sein. Jeder Federabschnitt kann von einem ausgeschnittenen und in einem vorbestimmten Winkel gebogenen Abschnitt einer einzelnen Metallplatte gebildet sein. In der Endfläche des Lagerelements kann eine Ausnehmung ausgebildet sein, in der ein oberer Endabschnitt eines der Federabschnitte aufgenommen ist, um eine kleinere Federkraft zu erzeugen als die der anderen Federabschnitte.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Lösung, ist eine motorgetriebene Pumpe vorgeschlagen, umfassend ein Pumpengehäuse, einen in dem Pumpengehäuse angeordneten Pumpenabschnitt zum Pumpen von Flüssigkeit, einen Motor mit einer Ausgangswelle, die einen Pumpenbetätigungsabschnitt und einen Rotorkern hat, eine in dem Pumpengehäuse ausgebildete Lagerkammer, in der Lagerkammer angeordnete erste und zweite Lagerelemente zur drehenden Abstützung der Ausgangswelle des Motors über den Pumpenbetätigungsabschnitt, wobei mindestens eines der ersten und zweiten Lagerelemente mit einem gegebenen Abstand zwischen seinem Außenumfang und einer Innenwandung der Lagerkammer angeordnet ist, wobei jedem Lagerelement mit einem solchen gegebenen Abstand ein Vorspannkrafterzeugungselement zugeordnet ist, das jeweils eine in axialer Richtung der Ausgangswelle wirkende und bezüglich des Lagerelements exzentrische Vorspannkraft auf das Lagerelement aufbringt, um den gegebenen Abstand zu vermindern und das Lagerelement schräg zu stellen und fest in Anlage mit der Innenwandung der Lagerkammer zu halten.
Das Vorspannkrafterzeugungselement kann eine Vielzahl von Federabschnitten haben, die Federkräfte erzeugen und eine Endfläche des mindestens einen der ersten und zweiten Lagerelemente in einer Axialrichtung der Ausgangswelle des Motors belasten. Einer der Federabschnitte kann so ausgelegt sein, dass er eine größere Federkraft erzeugt als die anderen Federabschnitte. Die Federabschnitte können voneinander getrennt und in gleichmäßigen Intervallen angeordnet sein.
Vorteilhafterweise ist eine Ausnehmung in der Endfläche des mindestens einen der ersten und zweiten Lagerelemente ausgebildet, in der ein oberer Endabschnitt eines der Federabschnitte aufgenommen ist, um eine kleinere Federkraft zu erzeugen als die der anderen Federabschnitte. Das erste Lagerelement kann ein Kugellager haben, das zwischen dem Pumpenbetätigungsabschnitt und dem Rotorkern des Motors angeordnet ist, und einen Innenring haben, der an der Ausgangswelle des Motors befestigt ist, und kann einen Außenring haben, der an der Innenwandung der Lagerkammer angeordnet ist. Das Vorspannkrafterzeugungselement erzeugt eine Vorspannkraft, die auf das zweite Lagerelement in Richtung auf den Pumpenbetätigungsabschnitt wirkt.
In einer weiteren Ausgestaltung sind ferner ein drittes Lagerelement, eine zweite Lagerkammer und eine Anpresseinrichtung vorgesehen. Das dritte Lagerelement lagert ein Ende der Ausgangswelle des Motors, das einem Ende gegenüberliegt, an dem das erste und zweite Lagerelement befestigt sind. Die zweite Lagerkammer nimmt das dritte Lagerelement auf. Die Anpresseinrichtung belastet das dritte Lagerelement in einer Axialrichtung der Ausgangswelle, um das dritte Lagerelement zum Eingriff mit einer Außenumfangsfläche der Ausgangswelle und einer Innenwandung der zweiten Lagerkammer anzustellen. Die Kraft von dem auf das zweite Lagerelement wirkenden Vorspannkraftelement ist größer als die Anpresskraft, die von der auf das dritte Lagerelement wirkenden Anpresseinrichtung erzeugt wird. Das Vorspannkrafterzeugungselement und die Anpresseinrichtung haben beide Tellerfedern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Motortragestruktur;
2a eine Draufsicht auf eine exzentrische Last auf ein Lager aufbringende Tellerfeder;
2b eine Schnittansicht längs der Linie A-A in 2a;
3a eine Draufsicht auf eine exzentrische Last auf ein Lager aufbringende Tellerfeder;
3b eine Schnittansicht längs der Linie B-B in 3a;
4 eine Schnittansicht eines durch eine von einer Tellerfeder aufgebrachte exzentrische Last geneigten Lagers;
5 einen Graph, der die Beziehung zwischen dem Vibrationsgrad und einem Abstand zwischen einem Außenring eines Lagers und einer Innenwandung einer Lagerkammer zeigt;
6 eine Schnittansicht einer Motortragestruktur gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
7 eine Schnittansicht einer Motortragestruktur gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
8a eine Ansicht einer Tellerfeder gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
8b eine Schnittansicht längs der Linie C-C in 8a;
9a und 9b Ansichten einer zweiten Tellerfeder gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
10 eine Schnittansicht einer Motortragestruktur gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
11a eine Schnittansicht einer Motortragestruktur gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;
11b eine Ansicht einer Schraubenfeder, die in der Motortragestruktur gemäß 11a verwendet ist;
12 eine Schnittansicht eines eine exzentrische Kraft erzeugenden Blocks, der anstelle einer Tellerfeder verwendet werden kann; und
13 eine Schnittansicht einer herkömmlichen Motortragestruktur.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den Zeichnungen, insbesondere in 1, ist ein Elektromotor 1 für eine hydraulische Pumpe gezeigt, die in einem Antiblockiersystem (ABS) für Automobile verwendet werden kann.
Der Elektromotor 1 ist, wie in der Zeichnung gezeigt, an einem Pumpengehäuse 3 befestigt. Eine Ausgangswelle 7 ist in eine in dem Pumpengehäuse 3 ausgebildete Lagerkammer 5 eingeführt, während ein Motorgehäuse 9 (Stator) an einer Außenwandung des Pumpengehäuses 3 mittels Schrauben 11 (nur eine gezeigt) befestigt ist. Ein Rotor 13 ist im Motorgehäuse 9 mittels ersten und zweiten Kugellagern 21 und 22 an zwei Lagerpunkten fliegend gelagert, so dass er in der Mitte eines Permanentmagneten 15 platziert werden kann.
Das erste Kugellager 21 ist auf der Ausgangswelle 7 durch Befestigen eines Innenrings 21i am oberen Endabschnitt 7a der Ausgangswelle 7 mittels Presssitz angebracht. Das erste Kugellager 21 hat ferner einen Außenring 21o, der mit einem gegebenen Abstand oder Spiel zwischen sich und einer Innenwandung 5a am Boden der Lagerkammer in die Lagerkammer 5 eingeführt ist. Am Bodenabschnitt 5b der Lagerkammer 5 ist eine Tellerfeder 25 angeordnet, um eine exzentrische Last auf den Außenring 21o des ersten Kugellagers 21 aufzubringen und dieses in Richtung auf den Rotor 13 vorzuspannen.
Die Tellerfeder 25 ist, wie in 2a und 2b gezeigt, aus einer Stahlscheibe hergestellt, die zwei sich parallel zueinander erstreckende Nuten 25a aufweist, um einen rechteckigen Abschnitt zu begrenzen, der in einem vorbestimmten Winkel gebogen ist und einen Federabschnitt 25b bildet. Die Tellerfeder 25 kann alternativ dazu mit zwei gekrümmten Nuten 27a, wie in 3a und 3b gezeigt, versehen sein, die sich spiralförmig erstrecken, um sichelförmige Abschnitte 25c und 25d zu begrenzen. Der sichelförmige Abschnitt 25d ist, ähnlich dem in 2a und 2b gezeigten, in einem vorbestimmten Winkel gebogen, um einen Federabschnitt zu bilden.
Gemäß 4 ist die Tellerfeder 25 so ausgelegt, dass sie eine auf einen Umfangsabschnitt des ersten Kugellagers 21 (d. h. den Außenring 21o) in axialer Richtung der Ausgangswelle 7 wirkende exzentrische Kraft erzeugt, um den Außenring 21o in ständigen Eingriff mit der Innenwandung 5a der Lagerkammer 5 zu bringen. Insbesondere ist die Tellerfeder 25 so ausgelegt, dass sie die folgende Beziehung erfüllt: L·sinΘ > (ΦD – Φd)/2,wobei Θ, wie in 4 gezeigt ist, ein zulässiger Abstandswinkel des Lagers ist, L eine axiale Länge (d. h. die Dicke) des Lagers ist, ΦD ein Innendurchmesser des Lagers ist und Φd ein Außendurchmesser des Lagers ist.
Das zweite Kugellager 22 ist fest auf der Ausgangswelle 7 befestigt, indem ein Innenring 22i auf eine Wellenwurzel 7c mit großem Durchmesser, d. h. ein dem Motor zugewandter Abschnitt der Ausgangswelle oder der Rotorkern, aufgepresst ist und das Lager zudem in einer Ausnehmung 5c im Eingangsbereich der Lagerkammer 5 mittels Harz befestigt ist.
Die Ausgangswelle 7 hat in ihrem mittleren Abschnitt eine Exzenterwelle 7b, die als Nocken zum Antrieb der Pumpe 30 dient. Auf der Exzenterwelle 7b ist ein drittes Kugellager 23 mittels Presssitz befestigt. Die Pumpe 30 hat einen Kolben 33, der in dem Pumpengehäuse 3 mittels einer Schraube 31 abgestützt ist. Der Kolben 33 ist senkrecht zur Ausgangswelle 7 ausgerichtet und dient als Nockenabnehmer, der mit einem Außenring 23o des dritten Kugellagers 23 in Eingriff ist.
Der Motor 1 wird durch die von einem Anschluss 17 über eine Bürste zu einem Kommutator 19 aufgebrachte Energie aktiviert, um den Rotor 13 zum Drehen der Ausgangswelle 7 anzutreiben. Die Drehung der Ausgangswelle 7 bewirkt über das auf der Exzenterwelle 7b angebrachte dritte Kugellager 23 eine vertikale Verschiebung des Kolbens, so dass Flüssigkeit (Öl) in Übereinstimmung mit der linearen Verschiebung des Kolbens 33 durch einen Einlass 35 angesaugt wird und dann aus einem Auslass 37 abgegeben wird.
Um einen Rückfluss zu vermeiden, sind ein Einlassrückschlagventil 38 und ein Auslassrückschlagventil 39 in der Pumpe 30 vorgesehen. Während eines flüssigkeitsliefernden Betriebs der Pumpe 30 oder während eines Zeitraums bis der Rotor 13 nach Beendigung des flüssigkeitsliefernden Betriebs stillsteht, vibriert das Pumpengehäuse 3 auf unerwünschte Weise. Diese Vibrationen sind jedoch gut gedämpft, da beide Außenringe 21o und 22o des ersten und zweiten Kugellagers 21 und 22 in ständigem Eingriff mit dem Pumpengehäuse 3 sind. Insbesondere ist der Außenring 21o des ersten Kugellagers 21, wie zuvor diskutiert, durch eine von der Tellerfeder 25 erzeugte exzentrische Last in ständigem Eingriff mit der Innenwandung 5a der Lagerkammer 5 gezwungen, so dass die Vibrationen verglichen mit dem herkömmlichen Aufbau gemäß 13 in großem Maße unterdrückt sind.
5 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Vibrationsgrad und dem Abstand zwischen der äußeren Umfangsfläche des Außenrings 21o des ersten Kugellagers 21 und der Innenwandung 5a der Lagerkammer 5. Schwarze Kreise repräsentieren experimentelle Ergebnisse bei Benutzung der herkömmlichen Motortragestruktur aus 13, während weiße Kreise experimentelle Ergebnisse bei Verwendung der erfindungsgemäßen Motortragestruktur zeigen.
Wie aus 5 deutlich wird, dämpft oder reduziert die erfindungsgemäße Motortragestruktur die Vibrationen sogar dann auf einen geringen Wert, wenn der Abstand oder das Spiel zunimmt, da der Außenring 21o des ersten Kugellagers 21 ständig mit der Innenwandung 5a der Lagerkammer 5 in Eingriff ist. Im Gegensatz dazu steigen die Vibrationen bei der herkömmlichen Motortragestruktur über die der erfindungsgemäßen Motortragestruktur, sobald der Abstand 5 um übersteigt. Es ist folglich zu erkennen, dass die erfindungsgemäße Motortragestruktur die Vibrationen sogar dann erfolgreich dämpft, wenn ein größerer Abstand als bei der herkömmlichen Motortragestruktur vorhanden ist.
Folglich kann bei der erfindungsgemäßen Motortragestruktur die Lagerkammer 5 im Pumpengehäuse 3 mit einer geringen Fertigungsgenauigkeit hergestellt werden, was zu einer Verminderung der Herstellkosten führt. Zudem wird auch bei Abweichungen der Fertigungsgenauigkeit bei der erfindungsgemäßen Motortragestruktur ein Vibrationsdämpfungseffekt auf einen konstanten Wert erzielt.
Während in dem oberen Ausführungsbeispiel die exzentrische Last derart auf den Außenring 21o des ersten Kugellagers 21 aufgebracht wird, dass dieser mit der Innenwandung 5a der Lagerkammer 5 in ständigem Eingriff ist, wird im wesentlichen der gleiche Vibrationsdämpfungseffekt erzielt, wenn die exzentrische Last soweit vermindert wird, dass ein schmaler Abstand zwischen dem Außenring 21o und der Innenwandung 5a gebildet wird. Dies ist dadurch bedingt, dass die Vibrationen abnehmen, wenn der Abstand klein wird.
6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Motortragestruktur. Die gleichen Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Teile, wie in 1, so dass auf deren detaillierte Erläuterung hier verzichtet wird.
Wie in der Figur gezeigt ist, hat das zweite Ausführungsbeispiel ein viertes Kugellager 47 mit einem Innenring 47i, der an dem anderen Ende der Ausgangswelle 7 mittels Presssitz befestigt ist. Das vierte Kugellager 47 ist in einem Lagergehäuse 51, das im Motorgehäuse 9 ausgebildet ist, angeordnet und ist an einer axialen Stirnfläche eines Außenrings 47o durch eine der Tellerfeder 25 ähnliche Tellerfeder 41 in Richtung auf den Rotor 13 belastet, so dass eine Umfangsfläche des Außenrings 47o in ständigen Eingriff mit einer Innenwandung 51a des Lagergehäuses 51 gebracht ist.
Bei der vorgenannten Anordnung ist die Ausgangswelle 7 an beiden Enden von dem ersten Kugellager 21 und dem vierten Kugellager 47 gehalten, und ein Abschnitt dieser Ausgangswelle zwischen der Exzenterwelle 7b und dem Rotor 13 ist von dem zweiten Kugellager 22 abgestützt, so dass eine Fehlausrichtung des Zentrums der Ausgangswelle 7 vermieden ist. Zudem vermeiden die Tellerfedern 25 und 41 die Abstände. Folglich sind die Vibrationen des Pumpengehäuses 3 weiter gedämpft.
7 bis 9a und 9b zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Motortragestruktur. Die zu 1 gleichen Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Teile, so dass auf eine detaillierte Erläuterung verzichtet werden kann.
Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorgenannten zweiten Ausführungsbeispiel nur in der Form der Tellerfedern 25 und 41. Die in den 8a und 8b gezeigte Tellerfeder 25 hat eine Scheibe mit drei darin eingebrachten spiralförmig gekrümmten Schlitzen 25a, die drei sichelförmige Federvorsprünge 25b mit im Wesentlichen gleicher Größe begrenzen. Die Tellerfeder 25 hat an einem Umfangsabschnitt eine Klaue oder einen Vorsprung 25c, der mit einem vorbestimmten Winkel in einer den sichelförmigen Federvorsprüngen 25b entgegengesetzten Richtung gebogen ist. Der Vorsprung 25c ist mit einer Ausnehmung (nicht dargestellt) im Bodenabschnitt 5b der Lagerkammer 5 in Eingriff, um die Tellerfeder an einer unerwünschten Rotation zu hindern. Das erste Kugellager 21 hat, wie in 8b gezeigt, in einer Umfangsendfläche eine Ausnehmung oder Nut 21g ausgebildet, in die die Spitze eines der sichelförmigen Federvorsprünge 25b der Tellerfeder 25 eingesetzt ist. Somit wird, wenn die Tellerfeder 25 zwischen dem ersten Kugellager 21 und dem Boden der Lagerkammer 25 mit einem vorbestimmten Druck eingesetzt wird, der Grad der Deformation des einen in die Nut 21 eingreifenden Vorsprungs 25b geringer als der der anderen beiden Vorsprünge, so dass eine exzentrische Kraft auf das erste Kugellager 21 ausgeübt wird.
Gemäß 9a und 9b hat die Tellerfeder 41 eine Scheibe, in die zwei spiralförmig gekrümmte Schlitze 41a eingebracht sind, die sich asymmetrisch erstrecken und sichelförmige Federvorsprünge 41b begrenzen, die in einem vorbestimmten Winkel gebogen sind. Die Spitzen der Vorsprünge 41b liegen, wie 9a deutlich zeigt, auf einer Seite der Mittellinie C und erzeugen eine exzentrische Kraft. Zusätzlich ist die Breite der Vorsprünge 41b kleiner als die der Vorsprünge 25b der Tellerfeder 25, so dass die Federkraft klein ist. In dem dritten Ausführungsbeispiel ist die Federkonstante der drei Vorsprünge 25b der Tellerfeder 25 etwa viermal so groß, wie der der Vorsprünge 41b der Tellerfeder 41.
Bei dieser Anordnung belasten die drei Vorsprünge 25b der Tellerfeder 25 eine Endfläche des Außenrings 21o des ersten Kugellagers 21, um eine exzentrische Kraft zu erzeugen und, wie zuvor erläutert, den Außenring 21o hinsichtlich seiner Axialrichtung anzustellen oder zu neigen, so dass der Abstand zwischen dem Außenring 21o und der Innenwandung 5a der Lagerkammer 5 eliminiert wird.
Die exzentrische Kraft wird über die Kugeln 21b und den Innenring 21i auf die Ausgangswelle 7 übertragen und erzeugt eine Schubkraft, die auf den Innenring 22i des zweiten Kugellagers in rechtwärtiger Richtung wirkt, weil die Federkraft der Tellerfeder 41, wie zuvor erwähnt, geringer ist als die der Tellerfeder 25. Die Schubkraft wirkt dann über die Kugeln 22b auf den Außenring 22o, so dass die Steifigkeit oder Festigkeit der Halterung der Ausgangswelle 7 mittels der Elastizität des Harzes 5c gesteigert ist. Das erste Kugellager 21 ist, wie zuvor erläutert, von den drei Vorsprüngen 25b der Tellerfeder 25 belastet oder beaufschlagt, so dass die Schubkraft, die auf das zweite Kugellager 22 wirkt, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt ist.
10 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Motortragestruktur, die eine Modifikation des in 6 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels ist. Die im zweiten Ausführungsbeispiel verwendeten gleichen Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile, so dass deren genaue Erläuterung hier entfallen kann.
Im vierten Ausführungsbeispiel ist das zweite Kugellager 22 in einem Lagergehäuse 10a angeordnet, das in einer am Motorgehäuse 9 befestigten Endplatte 10 ausgebildet ist. Das erste Kugellager 21 ist, gleich den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, in der Lagerkammer 5 des Pumpengehäuses 3 angeordnet. Wie aus der Figur hervorgeht, sind die Vorsprünge 25b, 41b der Tellerfedern 25 und 41 gleich ausgerichtet, die, d. h. jeweils von der Auflagefläche weg.
11a und 11b zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel der Motortragestruktur, die eine Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels ist.
Im fünften Ausführungsbeispiel ist an dem Ende der Ausgangswelle 7 eine Schraubenfeder 52 angeordnet, die zur Erzeugung einer exzentrischen Federkraft auf den Innenring 47i des vierten Kugellagers 47 ausgelegt ist, so dass der Innenring 47i mit einer äußeren Umfangsfläche der Ausgangswelle 7 in Eingriff ist, um das vierte Kugellager 47 fest auf der Ausgangswelle 7 zu halten.
Gemäß 11b ist die Schraubenfeder 52 so ausgelegt, dass ein Ende gegen eine Endfläche des Innenrings 47i vorgespannt ist, um die exzentrische Federkraft an den Innenring 47i zu liefern. Alternativ kann die Schraubenfeder 52 auch ohne Verwendung der Tellerfeder 41 verwendet werden. Zudem kann die Schraubenfeder 52 anstelle der Tellerfedern 25 und 41 verwendet werden, um exzentrische Federkräfte zu erzeugen, die auf die Außenringe 21o und 47o des ersten und vierten Kugellagers 21 und 47 wirken.
Ferner kann ein Kunstharz oder Metallblock 55 gemäß 12 anstelle der Tellerfeder 25 (oder 41) verwendet werden, der derart gestaltet ist, dass er eine exzentrische Last auf den Außenring 21o (47o) des ersten (oder vierten) Kugellagers 21 (oder 47) aufbringt.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele sind nicht als beschränkend anzusehen, insbesondere sind Modifikationen möglich, wie z. B. ölhaltende und/oder selbstzentrierende Lager, die anstelle der zuvor beschriebenen Kugellager verwendet werden können. Ebenso kann die Erfindung mit einem anderen Motortyp verwendet werden, bei dem ein Stator aus einer Spule und ein Rotor aus einem Eisenkern besteht.
Es ist eine Motortrageeinrichtung beschrieben, die eine Ausgangswelle eines Motors zum Antrieb einer Pumpe trägt oder abstützt. Die Motortragevorrichtung hat ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse ausgebildete Lagerkammer und ein Lagerelement zum Lagern der Ausgangswelle des Motors. Das Lagerelement ist mit einem gegebenen Abstand oder Spiel zwischen sich und einer Innenwandung der Lagerkammer in der Lagerkammer angeordnet. Es ist eine Feder vorgesehen, um eine exzentrische Federkraft zu erzeugen; die auf das Lagerelement wirkt, um den gegebenen Abstand zu vermindern und das Lagerelement fest in der Lagerkammer zu halten, so dass während des Motorbetriebs erzeugte mechanische Vibrationen unterdrückt werden.

Claims

Motortragevorrichtung, mit einem Tragegehäuse (3), einer in dem Tragegehäuse (3) ausgebildeten Lagerkammer (5), einem ringförmigen Lagerelement (21) zum Lagern einer Ausgangswelle (7) eines Motors, wobei das Lagerelement (21) in der Lagerkammer (5) mit einem gegebenen Abstand zwischen dem Außenumfang des Lagerelements (21) und einer zugeordneten Innenwandung (5a) der Lagerkammer (5) angeordnet ist, und einer Vorspannkrafterzeugungseinrichtung (25), die eine in axialer Richtung der Ausgangswelle (7) wirkende und bezüglich des Lagerelements (21) exzentrische Vorspannkraft auf das Lagerelement (21) erzeugt, um das Lagerelement (21) schräg zu stellen und so das Lagerelement (21) fest in Anlage mit der Innenwandung (5a) der Lagerkammer (5) zu halten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorspannkrafterzeugungseinrichtung (25) eine Vielzahl Federabschnitte (25b) aufweist, die eine Endfläche des Lagerelements (21) in Axialrichtung der Ausgangswelle (7) des Motors belasten, und wobei einer der Federabschnitte (25b) so ausgelegt ist, dass er eine Federkraft erzeugt, die größer ist als die der anderen Federabschnitte (25b).
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Federabschnitte (25b) voneinander getrennt und in regelmäßigen Intervallen angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei jeder der Federabschnitte (25b) von einem Abschnitt einer einzelnen Metallplatte (25) gebildet ist, der ausgeschnitten und in vorbestimmtem Winkel gebogen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer in der Endfläche des Lagerelements (21) ausgebildeten Ausnehmung, in der ein Spitzenabschnitt eines der Federabschnitte (25b) aufgenommen ist, um eine geringere Federkraft zu erzeugen als die anderen Federabschnitte (25b).
Motorgetriebene Pumpe, mit einem Pumpengehäuse (3), einem in dem Pumpengehäuse (3) angeordneten Pumpenabschnitt (30) zum Pumpen von Fluiden, einem Motor (1) mit einer Ausgangswelle (7), die einen Pumpenbetätigungsabschnitt (7b, 33) und einen Rotorkern (13) aufweist, einer in dem Pumpengehäuse (3) ausgebildeten Lagerkammer (5), ersten und zweiten ringförmigen Lagerelementen (21, 22), die in der Lagerkammer (5) angeordnet sind, um die Ausgangswelle (7) des Motors (1) über dem Pumpenbetätigungsabschnitt (7b, 33) zu lagern, wobei mindestens eines der ersten und zweiten Lagerelemente (21, 22) mit einem gegebenen Abstand zwischen seinem Außenumfang und der Innenwandung (5a) der Lagerkammer (5) angeordnet ist, und jedem Lagerelement (21, 22) mit einem solchen gegebenen Abstand eine Vorspannkrafterzeugungseinrichtung (25) zugeordnet ist, die jeweils eine in axialer Richtung der Ausgangswelle (7) wirkende und bezüglich des Lagerelements (21, 22) exzentrische Vorspannkraft an dem Lagerelement (21, 22) erzeugt, um das Lagerelement schräg zu stellen und so fest in Anlage mit der Innenwandung (5a) in der Lagerkammer (5) zu halten.
Pumpe nach Anspruch 6, wobei die Vorspannkrafterzeugungseinrichtung (25) eine Vielzahl Federabschnitte (25b) aufweist, die Federkräfte erzeugen, die eine Endfläche des Lagerelements (21, 22) in einer Axialrichtung der Ausgangswelle (7) des Motors (1) belasten, und wobei einer der Federabschnitte (25b) ausgelegt ist, um eine Federkraft zu erzeugen, die größer ist als die der anderen Federabschnitte (25b).
Pumpe nach Anspruch 7, wobei die Federabschnitte (25b) voneinander getrennt und in vorbestimmten gleichmäßigen Intervallen angeordnet sind.
Pumpe nach einem der Ansprüche 7 oder 8, ferner mit einer in der Endfläche des Lagerelements (21, 22) ausgebildeten Ausnehmung, in der ein Spitzenabschnitt eines der Federabschnitte (25b) aufgenommen ist, um eine geringere Federkraft zu erzeugen als die der anderen Federabschnitte (25b).
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, wobei das zweite Lagerelement (22) ein zwischen dem Pumpenbetätigungsabschnitt (7b, 33) und dem Rotor (13) des Motors (1) angeordnetes Kugellager (22) hat, welches einen Innenring (22i) aufweist, der an der Ausgangswelle (7) des Motors (1) befestigt ist, und einen Außenring (22o) aufweist, der an der Innenwandung (5a) der Lagerkammer (5) angeordnet ist, und wobei die Vorspannkrafterzeugungseinrichtung (25) eine auf das zweite Lagerelement (22) in Richtung auf den Pumpenbetätigungsabschnitt (7b, 33) wirkende Vorspannkraft erzeugt.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 10, ferner mit einem dritten Lagerelement (47) zum Lagern eines Endes der Ausgangswelle (7) des Motors (1) gegenüber dem Ende, an dem die ersten und zweiten Lagerelemente (21, 22) befestigt sind, einer zweiten Lagerkammer (51) zur Aufnahme des dritten Lagerelements (47) darin, und eine Anpresseinrichtung (41) zum Belasten des dritten Lagerelements (47) in einer Axialrichtung der Ausgangswelle (7), um das dritte Lagerelement (47) in Eingriff mit einer Außenumfangsfläche der Welle (7) und einer Innenwandung (51a) der zweiten Lagerkammer (51) schräg zu stellen.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 11, wobei die von der Vorspannkrafterzeugungseinrichtung (25) erzeugte Vorspannkraft, die auf das erste Lagerelement (21) wirkt, größer ist als eine von der Anpresseinrichtung (41) erzeugte Anpresskraft, die auf das dritte Lagerelement (47) wirkt.
Pumpe nach Anspruch 6 bis 12, wobei die Vorspannkrafterzeugungseinrichtung (25) und die Anpresseinrichtung (41) von Tellerfedern gebildet sind.