DE2420233C2

DE2420233C2 - Lagerabdichtung für einen Gebläseelektromotor

Info

Publication number: DE2420233C2
Application number: DE2420233A
Authority: DE
Inventors: Karl E. Dover N.H. Friese
Original assignee: IMC Magnetics Corp
Current assignee: IMC Magnetics Corp
Priority date: 1974-02-27
Filing date: 1974-04-26
Publication date: 1985-01-10
Also published as: CA992512A; GB1438222A; DE2420233A1; JPS605799B2; IT1030039B; FR2324910A1; JPS50119312A; US3914071A; FR2324910B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerabdichtung für einen Gebläseelektromoior. bei dem der Rotor innerhalb des gehäusefesten Stators drehbar auf einer ebenfalls gehäusefesten. frei auskragenden Welle gelagert ist unter Zwischenschaltung einer rotorfesten Buchse, die im Bereich des freien Wellenendes eine Verlängerung aufweist, mit der die Gebläsenabe drehfest verbunden ist und innerhalb der eine Kappe und innerhalb der wieder eine durch eine Federanordnung unter axialer Vorspannung stehende Dichtungsscheibe angeordnet ist.

Bekannt ist bereits eine Lagerabdichtung für Gebläsemotoren, bei der der Stator des Motors am Gebläserahmen befestigt und der Rotor gegenüber dem Stator und dem Rahmen drehbar ist. wobei eine stationäre Welle mit einem Ende an dem Rahmen befestigt ist und freitragend vom Rahmen auskragt (US-PS 33 78 192). Dabei ist im Rotor eine mit diesem drehbare Buchse befestigt, die die stationäre Welle umgibt, wobei das eine Ende der Buchse näher am festen Ende der Welle liegt, als das andere Ende der Buchse. An der Buchse ist nahe deren letztgenanntem anderen Ende eine Verlängerung vorgesehen, an der wiederum der Gebläseläufer befestigt ist und zwischen der Buchse und der Welle ist ein Lager vorgesehen, während in der Verlängerung eine in das andere Ende der Buchse eingepaßte tassenförmige Kappe vorgesehen ist. Dazwischen sind nachgiebige Faserteile vorgesehen. Bei dieser Lösung, die Anlaß zu dem Gattungsbegriff des Anspruches 1 ist. ragt die Buchse mit ihrer Verlängerung als Kopf einstückig über das freie Ende der Welle hinaus, um einerseits mit der Nabe des Gebläseläufers verbunden zu

ίο sein, andererseits die Lagerdichtung zu umschließen. Die Lagerdichtung wird gebildet von der Kappe, die einen Faserring als das eine Faserteil zur ölaufnahme. eine Faserscheibe als zweites Faseneil ebenfalls zur ölaufnahme und eine Nylonscheibe umschließt. Mittels

is der auf die Kappe wirkenden Axialkraft eines Sprengringes legt die Kappe die Faserscheibe an das freie Ende der Welle an. wobei zur Verschleißminderung an der Faserscheibe zwischen dieser und dem Wellenende die erwähnte Nylonscheibe vorgesehen ist. Eine Abriebminderung an der Faserscheibe wird also mit einem zusätzlichen Bauteil in der Form der Nylonscheibe bei angepaßter Ausbildung des Wellenendes erzielt, die bekannte Lösung ist also relativ aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es. Verschleißarmut auf einfachere Weise, d. h. ohne zusätzliche Bauteile zu erzielen.

Der Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1.
Während bei der vorausgesetzten bekannten Lösung eine zusätzliche Scheibe vorgesehen sein muß. wird bei der Erfindung Abrieb dadurch vermieden, daß die vorgesehene Dichtungsscheibe nicht an das freie Wellenende angelegt wird, sondern an die Buchse. Ein dem Faserring der bekannten Lösung entsprechendes Bauteil entfällt überhaupt.

Mit den Merkmalen der Unteransprüche wird die Erfindung zweckmäßig ausgestaltet, wobei die Merkmale der Unteransprüche teilweise an sich bekannt sind (DE-OS 23 06 437. DE-GM 69 12 018).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert: in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 in Vorderansicht ein Gebläse mit einer Lagerabdichtung gemäß der Erfindung:

Fig. 2 im vergrößerten Maßstab einen Vertikales schnitt entlang der Linie 2-2 aus Fig. 1:

F i g. 3 in vergrößertem Maßstab einen Teilausschnitt aus Fig. 2:

F i g. 4 eine perspektivische Sprengdarstellung desjenigen Endes der Buch«, das vom festen Ende der Welle

so abgelegen ist. und der diesem Buchsenende zugeordneten Teile: und

Fig. 5 eine Seitenansicht des in Fig.4 gezeigten Sprengrings.

Das Gebläse, das zur Erläuterung dieser Erfindung ausgewählt wurde, besteht aus einem Rahmen 10. dessen viereckiger äußerer Teil mit einer zentralen kreisförmigen Öffnung 11 versehen ist. und einem Motorträger 12. der in der Mitte der öffnung 11 durch eine Anzahl von Streben 13 gehalten wird, die sich von dem Motorträger 12 zum äußeren Teil des Rahmens erstrekken. Falls gewünscht, kann der ganze Rahmen als ein einzelnes Gußstück gebildet werden. An seinen Ecken ist der Rahmen 10 mit Löchern 14 zum Anbringen von passenden Befestigungen (nicht dargestellt) versehen.

Mit Hilfe dieser Befestigungen kann der Rahmen in oder nahe bei dem Bereich, in dem die Luft umgewälzt werden soll, befestigt werden.

Der Motorträger 12 ist ein kreisförmiges, tassenarti-

ges Element mit einer zentralen Bohrung 15. Ein Ende einer stationären zylindrischen Welle 18 ist in der Bohrung 15 mit Hilfe eines passenden Mittels, wie z. B. Kitt oder Metallguß, fest angebracht, und das Rests lück der Welle 18 ragt von dem Träger 12 freitragend vor. Die Welle wirkt also als eine Erweiterung des Rahmens 10. auf der der Läufer des Gebläses drehbar angeordnet ist.

Der Läufer wird durch einen Induktionsmotor gedreht, der aus einem Stator 20 und einem Anker 21 besteht. Der Stator 20 ist ein im allgemeinen ringförmiger Körper mit einer zentralen Bohrung 22: er wird mit einer passenden Befestigung, beispielsweise mit Schrauben .23. innerhalb des Motorträgers 12 gehalten. Der Stator ist mit den üblichen (nicht dargestellten) Feldspulen ausgestattet, die ihre Energie von irgendeiner passenden Stromquelle erhalten können. Der ringförmige Anker 21 befindet sich in der Bohrung 22 des Stators, hat aber mit diesem keinen Kontakt. An der Innenfläche des Rüiors ist eine sich in Achsrichtung erstreckende Buchse 26 befestigt, die aus rostfreiem Stahl oder einem ähnlichen Material besteht und die zusammen mit dem .Anker 21 umläuft. Das Innere der Büchse 26 ist so abgedreht, daß der Innendurchmesser der.Buch e an deren Enden vergrößert ist und so zwei aufeinander zuweisende Schultern 27 und 28 gebildet werden, deren Zweck weiter unten erläutert wird.

Außen auf der Buchse 26 ist nahe bei der vom Ende der Welle 18 abgelegenen Endkante 29 mit Befestigungsmitteln 16 eine im wesentlichen zylindrische Verlängerung 30 befestigt, die über das Buchsenende 29 herausragt. Der Innendurchmesser eines Teils der Verlängerung 30 ist so vergrößert, daß zwischen der Verlängerung 30 und dem Endteil der Buchse 26 nahe deren Endkante 29 ein Ringraum 31 gebildet ist. Ein Ende der Verlängerung 30 ist mit einem nach außen vorragenden Flansch 32 ausgestattet.

Der Läufer des Gebläses weist eine im allgemeinen tassenförmig gestaltete Nabe 33 auf, von welcher die Blätter 34 radial abstehen. In der Mitte ihrer Frontwand weist die Nabe eine nach innen vorstehende Manschette 35 auf, die '..napp über die Verlängerung 30 paßt und am Flansch 32 anliegt. Die Manschette 35 ist auf der Verlängerung 30 durch einen dichten Reibungs-Paßsiiz zwischen der inneren Oberfläche der Manschette 35 und dem aufgerauhten Teil 40 (siehe Fig.4) der Verlängerung 30 neben dem Flansch 32 sicher befestigt. In einer bevorzugten Ausiührungsform wenden die Nabe 33, die Blätter 34 und die Manschette 35 gemeinsam z. B. aus einem geeigneten Kunststoff gebildet. Wenn der Läufer an seinem Platz ist, wie in F i g. 2 gezeigt wird, dann enden die Seitenwand," der Nabe 33 nahe bei den Seitenwänden des Motorträgers 12, wobei die Nabe und der Motorträger ein Gehäuse für den Induktionsmotor bilder..

Zwischen der Buchse 26 und der Welle 18 sind zwei Kugellager 36 und 37 vorgesehen. Der Innenlaufring 38 eines jeden Kugellagers ist auf der Welle 18 befestigt und bleibt daher stationär, während der Außenlaufring 39 eines jeden Kugellagers an der Innenfläche der Buchse 26 befestigt ist und infolgedessen mit der Buchse umläuft. Der stationäre Innenlaufring 38 des Kugellagers 36 stößt gegen einen Vorsprung 42 aus Kitt oder Metallguß 16 an. Das Kugellager 36 wird durch eine Schulter 27 in seiner Lage gehalten, die sich gegen die gegenüber liegende Seite des Außenlaufrings 39 anlegt. Infolge der soeben beschriebenen Anordnung tritt keine Relativbewegung zwischen dem Kugellager 36 und dem Vorsprung 42 bzw. zwischen dem Kugellager 36 und der Schulter 27 auf.

Der Außenlaufring 39 des Kugellagers 37 ist mit Abstand von der Schulter 28 angeordnet und zwar mit Hilfe einer Serie von miteinander abwechselnden Federscheiben 43 und Flachscheiben 44. Das Kugellager 37 wird durch eine Scheibe 45 und einen Schnappring 46 in seiner Lage gehalten, wobei der letztere in eine Nut 47 in der Welle 18 sitzt. Beim Zusammensetzen der Gebläseteile wird zunächst das Kugellager 36 auf der WeI-Ie 18 in Anlage an den Vorsprung 42 aufgebracht. Im Anschluß daran wird die Buchse 26 mit dem Läufer 33, 34 auf die Welle 18 geschoben, bis die Schulter 27 am Außenlaufring 39 des Kugellagers 36 anliegt. Dann werden die Federscheibe 43 und die Flachscheiben 44 auf die Welle 18 geschoben und das Kugellager 37 wird auf der Welle angeordnet, wobei die Federscheiben 43 durch eine Bewegung des Kugellagers 37 in Längsrichtung auf der Welle zusammengedrückt werden. Das Kugellager 37 wird soweit auf der Welle vorbewegt, daß der Schnappring 46 in die Nut 47 einschnappt, wobei sich die Scheibe 45 zwischen dem Snrengring und dem Lager befindet. Durch die Verwendung der Federscheiben 43, welche in Wellenlängsrichtung nachgiebig sind, wird sichergestellt, daß die Kugellager sicher gegen die verschiedenen Anschläge gehalten werden.

Das der Endkante 29 benachbarte Endteil der Buchse 26 w;;d mittels einer tassenförmigen Kappe 50 verschlossen, wobei der nach innen gezogene Rand 51 der Kappe lose in den Ringraum 31 einpaßt. Zwischen der Kappe 50 und der Buchsenendkante 29 ist eine Dichtung 52 aus nachgiebigem Material vorgesehen. Für die Herstellung der Dichtung 52 kann jedes passende gummiähnliche Material benutzt werden, jedoch wurde gefunden, daß ein von der Firma du Pont unter dem Warenzeichen Viton Fairprene vertriebenes Fluorocarbon-Elastomer besonders vorteilhaft ist. Gegen die Außenfläche der Kappe 50 ist eine dünne Platte 53 angeordnet, auf der ein Warenzeichen oder eine andere das Gebläse betreffende Angabe angebracht werden kann. Die Dichtung 52. die Kappe 50 und die Platte 53 werden von einem Schnappring 54 (siehe Fig. 3—5) in Lage gehalten, wobei der Schnappring in eine Nut 55 in der Innenfläche der Verlängerung 30 sitzt.

Zwischen den Kugellagern 36 und 37 ist ein Ringraum 49 ausgebildet, und zwar zwischen der äußeren Oberfläche der Welle 18 und der inneren Oberfläche der Buchse 26. Dieser Ringraum wird als Reservoir für ein passendes Schmiermittel benutzt, wie beispielsweise Fett, das ständig in direktem Kontakt mit den Kugellagern 36 und 37 steht. Infolgedessen wird das Fett dauernd den Kugellagern zugeführt. Diese Wirkung kann, wenn gewünscht, noch dadurch verstärkt werden, daß man das Fett unter einem leichten Druck in den Ringraum eingibt. Der Durchmesser der Welle 18 ist in dem Bereich zwischen den Kugellagern vermindert, wodurch der Abstand zwischen der Welle und der Buchse 26 verg^rößert und infolgedessen das Fassungsvermögen des Fettreservoirs vergrößert wird.

Der von der Kappe 50, dem Endteil der Buchse 26 nahe der Endknte 29, dem Kugellager 37 und dem freien Ende der Welle umgrenzte Raum 56 wird ebenfalls mit Fett gefüllt und dient infolgedessen als ein zusätzliches Fettreservoir zur Versorgung des Kugellagers 37 mit Schmiermittel.

Der Schnappring 54 besteht aus einem federnden Material, beispielsweise aus einem Metall, und in seiner ungespannten Stellung hat er. von der Seite her gesehen, ein gekrümmtes Profil, wie in Fig. 5 dargestellt.

Wie sich aus F i g. 3 ergibt ist die Nut 55 breiter als die Dicke des Schnapprings 54. Wenn infolgedessen der Schnappring 54 in die Nut 55 eingesetzt w ird und sich in Anlage mit der Platte 53 befindet, drückt der Schnappring 54 auf die Platte 53. und zwar in F i g. 3 gesehen nach links. Im Ergebnis wird die Kappe 50 nach links gedrückt, und die Dichtung 52 wird zwischen der Buchsenendkante 29 und der Kappe 50 leicht gequetscht. Auf diese Weise wird eine schmiermitieldichte Abdichtung für den Raum 56 zwischen der Buchse und der Kappe bewerkstelligt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunsen

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Claims

Patentansprüche:

1. Lagerabdichtung für einen Gebläseelektromotor, bei dem der Rotor innerhalb des gehäusefesten Stators drehbar auf einer ebenfalls gehäusefesten. frei auskragenden Welle gelagert ist unter Zwischenschaltung einer rotorfesten Buchse, die im Bereich des freien Wellenendes eine Verlängerung aufweist, mit der die Gebläsenabe drehfest verbunden ist und innerhalb der eine Kappe und innerhalb der wieder eine durch eine Federanordnung unter axialer Vorspannung stehende Dichtungsscheibe angeordnet ist. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Buchse (26) und der Verlängerung (30) ein axialer Ringspalt (31) besteht, in den die Kappe (50) mit ihrem zylindrischen Teil (51) hineinragt, während die Dichtungsscheibe (52) unter Zwischenschaltung der Kappe unter dem Druck der auf letztere wirkenden Federanordnung an der innerhalb des Ringspakcj befindlichen Stirnseite (29) der über das freie Ende der Welle (18) hinausragenden Buchse anliegt.

2. Lagerabdichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß in der inneren Oberfläche der Verlängerung (30) eine Nut (55) vorgesehen ist. in der ein Schnappring (54) angeordnet ist. der in entspannter Stellung ein. in Seitenansicht, gebogenes Profil aufweist, wobei die Breite der Nut größer ist als die Dicke des Schnapprings (54).

3. Lagerabdichtung nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch zwei mit der inneren Oberfläche der Buchse (26) einstückige, als Ani.'hläge für die Außenlaufringe (39) der Kug?llager (36, 37) dienende und die Bewegung der Kugefiager 36,37) gegeneinander begrenzenden Schultern (27,28).

4. Lagerabdichtung nach Anspruch 3. gekennzeichnet durch Federmittel (43) zwischen der näher beim freien Ende der Welle (18 gelegenen Schuller (28) und dem ihr zugehörigen Kugellagerlaufring (39).