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Schmieranordnung für die Schmierung eines Lagers Die Erfindung betrifft
eine Schmieranordnung für die Schmierung eines Lagers einer Maschine; diese erfindungsgemäße
Schmieranordnung eignet sich besonders gut für die Schmierung von Lagern in Elektromotoren,
kann aber auch bei beliebigen anderen rotierenden Maschinen verwendet werden.
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Bei manchen Anwendungen von Elektromotoren wird gefordert, daß diese
Elektromotoren eine wirklich große Lebensdauer haben. Dies gilt z.B. für Elektromotoren,
welche in Ventilatoren eingebaut sind; werden diese Ventilatoren kontinuierlich
angetrieben, wie das z.B. bei Ventilatoren für elektronische Geräte der Fall ist,
so muß das bei der Fabrikation eingefüllte Schmiermittel für eine' außerordentlich
große Zahl von Betriebsstunden ausreichen, d.h. von diesem eingefüllten Schmiermittel
sollte im Betrieb möglichst wenig verlorengehen.
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Die. Schwierigkeiten werden oft noch dadurch erhöht, daß solche Motoren
sehr klein sind und dadurch wenig Raum für komplizierte Schmieranordnungen vorhanden
ist. Auch werden solche Motoren oft mit ziemlich hohen Betriebstemperaturen betrieben,
wodurch das Schmiermittel sehr dünnflüssig wird, während man andererseits gezwungen
ist, eine verbesserte Isolation, z.B.
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Isolationsklasse F, zu verwenden, so daß durch das zusätzliche Isoliermaterial
der an sich schon knappe Raum im Motor weiter verringert wird.
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Ferner hat es sich gezeigt, daß beim Einbau von Elektromotoren in
elektronische Geräte, z.B. in Ventilatoren zum Kühlen dieser Geräte, ein Verlust
von Schmiermittel dann sehr störend sein
kann, wenn Schmiermittel
auf Silikonbasis verwendet wird, denn schon geringe Spuren von Silikonöl können
z.B. die Schaltfunktionen von elektrischen Kontakten in einem solchen Gerät stark
stören. Man muß deshalb bei Verwendung solcher Silikon-Schmiermittel den Austritt
derselben aus einem Motor so niedrig wie möglich halten.
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Es besteht deshalb die Aufgabe eine preiswerte Schmieranordnung zu
schaffen, die es erlaubt, eine begrenzte Schmiermittelmenge lange in einem geschlossenen
Umlauf zu halten, welche sich auch für den Einbau in sehr kleine Elektromotoren
eignet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Schmieranordnung
der eingangs genannten Art, welche für die Schmierung eines Lagers, welches zum
Lagern eines im Betrieb rotierenden Teils einer Maschine dient, ein Schmiermitteldepot
zum Speichern eines Schmiermittelvorrats und eine Spritzscheibe zum Abschleudern
von längs dem im Betrieb rotierenden Teil austretenden Schmiermittel, und ein Saugkörper,
im Abschleuderbereich der Spritzscheibe in Kombination vorgesehen sind, wobei der
Saugkörper mit dem Schmiermitteldepot in Flüssigkeitsverbindung steht.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Außenläufermotor,
der zum Antrieb eines Lüfters dient und der mit einer erfindungsgemäßen Schmieranordnung
versehen ist,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Zuschnitt (englisch:
blank) für eine bei der Schmieranordnung nach Fig. 1 verwendete Feder, Fig. 3 einen
Längsschnitt durch eine bei der Schmieranordnung nach Fig. 1 verwendeten Feder,
im einbaufertigen Zustand, Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Schmieranordnung, und Fig. 5 einen Schnitt, gesehen längs
der Linie V-V der Fig.
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4.
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In der folgenden Beschreibung von Fig. 1 beziehen sich die Begriffe
"links" und "rechts" auf die zeichnerische Darstellung nach Fig. 1.
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Fig. 1 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch einen
Außenläufermotor lo, welcher auf einer Montageplatte 11 befestigt ist. Diese Montageplatte
ist über mehrere Tragarme, von denen die Tragarme 12 und 13 dargestellt sind, mit
einem nicht dargestellten äußeren Gehäuserahmen verbunden. In der Mitte der Montageplatte
11 ist ein Flansch 15 eines Lagertragrohrs 16 mittels (nicht dargestellter) Schrauben
befestigt.
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Hierzu ist in der Mitte der Montageplatte 11 eine ringförmige Erhebung
17 angeordnet, die zum Zentrieren des Lagertragrohrs 16 dient. Ein O-Ring 18 aus
einem geeigneten Elastomer ist in der in Fig. 1 gezeigten Weise zwischen dem Flansch
15 und der Erhebung 17 eingespannt und dichtet diese beiden Teile hermetisch gegeneinander
ab.
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In der innerhalb der Erhebung 17 liegenden Vertiefung 19 sind übereinander
eine mit Schmiermittel getränkte Filzscheibe 22 und eine Kunststoffscheibe 23 mit
guten Lagereigenschaften angeordnet.
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Ebenso sind im Lagertragrohr 16 im Abstand von einander zwei Gleitlager
23, 24 aus einem mit einem Schmiermittel getränkten Sinterwerkstoff befestigt; zwischen
den Lagern 23 und 24 liegt ein mit Schmiermittel getränktes Filzrohr 25, das als
Schmiermitteldepot für diese beiden Lager dient.
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Auf dem Lagertragrohr 16 ist ein Statorblechpaket 26 befestigt, in
das zwei Wicklungen 27 und 28 eingewickelt sind, deren Anschlüsse in Fig. 1 nicht
dargestellt sind.
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Ein in seiner Gesamtheit mit 31 bezeichneter Außenläufer ist so angeordent,
daß er sich im Betrieb um das feststehende Statorblechpaket 26 herum drehen kann.
Er weist ein Blechpaket 32 mit einer Anzahl von (nicht dargestellten ) Nuten auf,
in die Kurzschlußstäbe aus Aluminium eingegossen sind, welche ihrerseits mit gegossenen
Kurzschlußringen 33 und 34 aus Aluminium elektrisch und mechanisch verbunden sind.
Mit dem linken Kurzschlußring 33 ist der äußere Rand eines flachen, mit Löchern
40 versehenen Teils 35 verbunden, dessen innerer Rand an einer Buchse 36 befestigt
ist, die ihrerseits mit einer Welle 37 drehfest verbunden ist. Diese Welle 37 ist
in den Lagern 23 und 24 radial gelagert. An ihrem rechten Ende liegt sie mit einem
abgerundeten Ende 38 gegen die Lagerscheibe 23 an, wodurch ein erstes Axiallager
gebildet wird. Ferner ist in einem Einstich an diesem rechten Ende der Welle 37
ein Sprengring 41 befestigt; zwischen ihm und dem Gleitlager 23 liegen drei mit
39 bezeichnete Scheiben, von denen die gegen die Stirnseite des Gleitlagers 23 anliegende
mit diesem ein zweites Axiallager bildet. Die beiden genannten Axiallager halten
den Außenläufer 31 inJeiner bestimmten axialen Lage relativ zum Stator 26.
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Zwischen der rechten Stirnseite des Blechpakets 26 und den Wicklungen
27 und 28 liegt ein isolierendes Formstück 42, und zwischen
der
Montageplatte 11 und diesen Wicklungen liegt ein isolierendes Formstück 43.
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An der linken Stirnseite des Statorblechpakets 26 ist ein isolierendes
Formstück 44 befestigt, z.B. durch Aufkleben mittels eines geeigneten Kunststoff'.
Sein äußerer Teil bildet eine isolierende Endscheibe 45, die zwischen dem Blechpaket
26 und den Wicklungen 27 und 28 liegt. Diese Endscheibe 45 erstreckt sich fast bis
zum Lagertragrohr 16 und weist am inneren Rand einen das Rohr 16 umschließenden
Rohrfortsatz 46 auf, der mit einem radial nach innen gerichteten Vorsprung 47 dichtend
gegen das Lagertragrohr 16 anliegt.
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Das Formstück 44 weist ferner ein zylindrisches Umfangsteil 50 auf,
das auch als Ringkragen bezeichnet werden könnte und das sich parallel zur Welle
37 nach links erstreckt. An seinem linken Ende ist die Außenseite einer Ringscheibe
51 flüssigkeitsdicht befestigt, so daß diese Ringscheibe ein radial nach innen ragendes
Glied in Form einer Schulter bildet. Die Ringseheibe 51 kann beispielsweise festgeklebt
oder durch Kunststoffschweissen befestigt werden. Sie könnte auch in eine Nut am
Inne-numfang des Umfangsteiles 50 elastisch eingerastet werden.
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Die Buchse 36 erstreckt sich ins Innere des Umfangsteils 50; ihr rechtes
Ende ist als Spritz- oder Schleuderring 53 ausgebildet, welcher Schmiermittel, das
aus dem Lager 24 längs der Welle 37 nach links wandert, nach außen transportiert
und etwa radial wegschleudert. Der Spritzring 53 hat auf seiner rechten Seite eine
Ausnehmung 54 in Form eines Kegelstumpfs. Eine solche Form arbeitet gut und in der
Vertiefung kann sich bei einer bestimmten Einbaulage Schmiermittel ansammeln.
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In die zwischen dem Umfangsteil 50 und dem Rohrfortsatz 46 gebildete
Ringnut 55 ist ein als Schmiermitteldepot dienender Filzring 56 eingesetzt. Gegen
seine linke Stirnseite liegt ein Saugkörper 57 an, der als Ring mit L-förmigem Querschnitt
ausgebildet
ist und mit seinem radial nach innen ragenden Teil
direkt gegen das Gleitlager 24 anliegt, und dessen Umfangsteil, das im Abschleuderbereich
der Spritzscheibe 53 liegt, mit dem freien Ende gegen die durch die Ringscheibe
51 gebildete Ringschulter anliegt. Zum Festhalten des Saugkörpers 57 ist ein federndes
Glied 58 vorgesehen, dessen Form aus den Fig. 2 und 3 klarer hervorgeht. Fig. 2
zeigt den Zuschnitt des federnden Glieds 58 direkt nach dem Stanzen, also in einem
noch unfertigen Zustand, und Fig. 3 zeigt es in fertig gebogenen, einsatzfertigen
Zustand. In seiner Mitte hat es eine Ausnehmung 60, deren Durchmesser etwas größer
ist als der Außendurchmesser des Gleitlagers 24. Auf diese Ausnehmung 60 folgt ein
Mittelteil 61, von dessen äußerem Rand schmale Lappen 62 ausgehen, die winklig vom
Mittelteil 61 weggehugen sind (Fig. 3).
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Bei der Montage des Saugkörpers 57 geht man so vor, daß zunächst der
Filzring 56 in seine Ringnut 55 eingelegt wird.
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Daraufhin wird der Saugkörper 57 eingelegt, und anschließend wird
das federnde Glied 58 eingedrückt, wobei es sich mit seinem Mittelteil 61 unter
Vorspannung gegen den radial nach innen verlaufenden Teil des Saugkörpers 57 legt
und diesen gegen das linke Ende des Lagertragrohrs 16 preßt. Gleichzeitig legen
sich die schmalen Lappen 62 radial federnd gegen den äußeren Teil des Saugkörpers
57 und pressen diesen gegen das Umfangsteil 50, wobei sich die mit 63 (Fig. 3) bezeichneten
Spitzen der Lappen 62 an der von der Ringscheibe 51 gebildeten Ringschulter abstützen.
- Gegebenenfalls kann auch die Ringscheibe 51 erst nach dem Einsetzen des federnden
Gliedes 58 befestigt werden Nach dem beschriebenen Montagevorgang werden der Filzring
56 und der Saugkörper 57 zu etwa 80% ihres Saugvolumens mit einem Schmiermittel,
z.B. Silikonöl gefüllt.
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Diese Füllung muß unter normalen Betriebsbedingungen für die gesamte
Lebensdauer des Motors ausreichen, die außerordentlich lang sein kann, z.B. wenn
der Motor in der dargestellten Weise zum Antrieb eines Lüfters benutz wird, von
dem in Fig. 1 drei Schaufeln 65, 66 und 67 dargestellt sind, die direkt auf das
Blechpaket 32 des Rotors 31 aufgeschweißt sind. Diese geforderte Lebensdauer kann
viele Zehntausende von Stunden betragen.
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Der beschriebene Motor nach Fig. 1 arbeitet wie folgt: Im Betrieb
dreht sich der Rotor 31 um das auf dem Lagertragrohr 16 befestigte ortsfeste Statorblechpaket
26 und treibt dabei die Schaufeln 65, 66, 67 an. Hierbei dreht sich die Welle 37
in den Gleitlagern 23 und 24. Das Gleitlager 23 befindet sich im Inneren des Lagertragrohres
16, das durch den 0-Ring 18 hermetisch abgedichtet ist, so daß aus ihm kein Schmiermittel
nach außen gelangen kann. Dagegen kann Schmiermittel aus dem Gleitlager 24 längs
der Welle 37 nach links wandern, wodurch die Gefahr entsteht, daß dieses Schmiermittel
längs dem flachen Teil 35 zu den Löchern 40 und in den Kühl luftstrom des Motors
10 gelangt und verdunstet oder im Luftstrom mitgerissen wird. Dies wird durch die
Spritzscheibe 53 verhindert, woche dieses Schmiermittel radial nach außen in den
im Abschleuderbereich gelegenen Saugkörper 57 schleudert. Da die federnden Lappen
62 nur schmal ausgebildet sind, wird dieses Schmiermittel leicht vom Saugkörper
57 aufgesaugt und durch Kapillarwirkung zurück zum Filzring 56 und zum Gleitlager
24 gefördert. Die von der Ringscheibe 51 gebildete Ringschulter verhindert dabei
in sehr vorteilhafter Weise weitgehend, daß Schmiermittel auf die Außenseite des
Umfangsteils 50 gelangt, während der Vorsprung 47 verhindert, daß Schmiermittel
in den Zwischenraum zwischen Lagertragrohr 16 und Blechpaket 26 gelangt.
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Die Fig. 4 und 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen
Schmieranordnung, und zwar ebenfalls am Beispiel eines Außenläufermotors, der gleich
aufgebaut sein kann wie derjenige nach Fig. 1, weshalb in diesen beiden Figuren
nur die für die Schmieranordnung wesentlichen Teile dargestellt sind. Gleiche oder
gleichwirkende Teile werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig.
1 und nicht nochmals beschrieben.
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Der als Schmiermitteldepot dienende Filzring 56 ist hier ebenfalls
in der Ringnut 55 des Formstücks 44 angeordnet. Gegen ihn liegt der Saugkörper 57
an, welcher ebenso wie derjenige nach Fig. 1 einen L-förmigen Querschnitt hat; an
seinem Umfangsteil hat er drei Ausnehmungen, die mit 70 bezeichnet sind.
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Ein federndes Glied 71, das etwa die Grundgestalt eines gleichseitigen
Dreiecks hat, ist mit drei federnden, spitz zulaufenden Ecken 72 versehen, die sich
beim Eindrücken des Glieds 71 im Material des Umfangsteils 50 einpressen.
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Jeweils um 600 zu den Ecken 72 versetzt befinden sich drei schmale
Lappen 73, welche beim Einschieben bzw. Eindrücken des federnden Glieds 71 in das
Umfangsteil 50 federnd gegen die äußeren Teile des Saugkörpers 57 gepreßt werden
und somit diese äußeren Teile halten und fixieren. Gleichzeitig liegt das mit 74
bezeichnete Mittelteil des federnden Gliedes 71 gegen den radial nach innen verlaufenden
Teil des Saugkörpers 57 an und hält diesen in Kontakt mit dem Filzring 56.
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Die Spritzscheibe ist bei dieser Ausführungsform als getrenntes konkaves,
muldenförmiges Kunststoffteil 53' dargestellt, sie kann aber auch mit Vorteil ebenso
wie bei der Anordnung nach Fig. 1 als Teil der Buchse 36 ausgebildet sein. Zwischen
der
Spritzscheibe 53' und dem Gleitlager 24 liegt ein Dichtring
75 und eine Anlaufscheibe 76.
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Die Schmieranordnung nach den Fig. 4 und 5 arbeitet wie folgt: Aus
dem Gleitlager 24 austretendes Ul, welches im Betrieb unter den Dichtscheiben 75
und 76 hindurchwandert, gelangt zur Spritzscheibe 53! und wird von dieser gegen
den Saugkörper 57 geschleudert, durch den es - mittels Kapillarwirkung -zum Filzring
56 und zum Gleitlager 24 zurückgefördert wird.
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Hierdurch wird erreicht, daß das Schmiermittel ständig in ei-nem geschlossenen
Kreislauf umläuft und beispielsweise nicht zu den von der Kühl luft durchströmten
Uffnungen 40 gelangen kann, wo es von der Kühl luft mitgerissen und in das Innere
des zu kühlenden Gerätes gelangen könnte.
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Man erreicht also durch die erfindungsgemäße Schmieranordnung zwei
wesentliche Vorteile: Erstens wird erreicht, daß das Schmiermittel immer wieder
zum Gleitlager zurückgefördert wird, so daß dieses eine sehr lange Lebensdauer hat,
da die Schmiermittelverluste sehr gering sind.
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Zweitens wird erreicht, daß höchstens sehr kleine Mengen von Schmiermittel
mit der Kühl luft des Motors zu umliegenden Geräten transportiert werden. Dies ist
besonders dann sehr wichtig, wenn silikonhaltige Schmierstoffe verwendet werden,
denn es genügen schon geringe Spuren dieser Stoffe, um beispielsweise die Schaltfunktionen
von Schwachstromrelais stark zu beeinträchtigen, insbesondere durch schlechte Kontaktgabe.
Dieser schädliche Effekt wird durch die Erfindung sehr stakr reduziert.
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Die Erfindung ist in keiner Weise auf die beiden dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. So können die einzelnen Teile aus anderen Werkstoffen ausgebildet sein
und andere als die dargestellten Formen haben. Weitere Anwendungen, Modifikationen
und Varianten sind dem Fachmann ohne weiteres möglich.