DE2618161C3 - Lageranordnung für einen elektrischen Scheibenankermotor mit feststehender Achse und rotierendem Gehäuse - Google Patents

Description

gekennzeichnet, daß das Federglied aus Luflspalies Distanzscheiben verwendet werden, die

einer Tellerfeder (23) besteht, die zwischen der luftspaltzugewandten Seite des Hauptlagers (21) und einem Bund (24) der Achse (1) anliegt.

5. Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Tellerfeder (23) kleiner als der Innendurchmesser des Loslagers (19) ist.

6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federglied so bemessen ist, daß bei richtig eingestelltem Luftspalt (7) die Vorspannkraft des Federgliedes mit Sicherheit größer als der bei Betrieb auftretende Axialzug — zuzüglich des Gewichtes des rotierenden Motorteils — ist.

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für einen elektrischen Scheibenankermotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Solche Scheibenankermotoren werden vorzugsweise im Lüfterbau verwendet.

Ein Scheibenankermotor ist ein elektrischer Asynchronmotor, dessen besonderer konstruktiver Aufbau darin besteht, daß der Luftspalt und die ihn begrenzenden aktiven Flächen von Ständer und Läufer nicht in achsparallelen Zylinderflächen liegen, sondern in senkrecht zur Achse liegenden Scheibenringflächen. Bei dem Scheibenankermotor, auf den sich die Erfindung bezieht, ist die Achse ortsfest, d. h., sie nimmt an der Rotation nicht teil, und trägt den ortsfesten Ständer. Der als Scheibe ausgebildete rotierende Läufer wird von dem Flansch eines Lagergehäuses getragen, welches die Gestalt einer langgestreckten Hülse hat, die an ihren zwischen dem luftspaltnahen Hauptlager und einem Anschlag auf der Achse eingelegt werden. Ein Justiervorgang erfordert daher häufig ein mehrfaches Abziehen des gesamten rotierenden Motorteiles einschließlich der Lager bis durch Auswechseln der Distanzscheiben die vorgeschriebene Luftspaltbreite erreicht ist Dieser Justiervorgang ist umständlich und zeitraubend.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lageranordnung eines Scheibenankermo-

4^r> tors der eingangs genannten Art in der Weise weiterzuentwickeln, daß die Störanfälligkeit des Hauptlagers wesentlich herabgesetzt wird und insbesondere durch eine einfachere Luftspaltjustierung noch weiter gemindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Eine Ausgestaltung dieser Erfindung ist zum Gegenstand des Anspruches 2 gemacht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis 6 genannt.

Durch die Verlagerung des die Axialkräfte aufnehmenden Hauptlagers an das hintere Ende des Lagergehäuses wird dieses mechanisch stark belastete Lager nicht mehr so stark aufgeheizt wie bei dem bekannten Scheibenankermotor. Das in Luftspaltnähe liegende Loslager kann die dort herrschende Temperatur mit erheblich geringerem Ausfallrisiko vertragen.
Dank der Verlagerung des Hauptlagers an das luftspaltabgewandte Ende des Lagergehäuses kann durch die erfindungsgemäße Verwendung von Federelementen zwischen dem Hauptlager und dem axialen Anschlag an der Welle dieses Lagers in leicht

zugänglicher Weise in Richtung zum Luftspalt gegen das Federglied angepreßt werden. Durch die Verstellung dieser Anpressung kann der Luftspalt einfach und genau eingestellt werden. Vor allem kann bei einer Änderung des Luftspaltes nach längerem Lauf des Motors der vorgeschriebene Luftspalt durch eine einfache, auch vom Kunden vornehinbare Justierung wieder auf seinen richtigen Wert eingestellt werden.

Anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert wei den.

Die Figur zeigt einen Scheibenankermotor gemäß der Erfindung, wobei auch seine Verwendung in einem Lüfter schematisch angedeutet ist. Die feststehende Achse ist mit 1 bezeichnet. Auf dieser Achse sitzt fest angebracht der scheibenförmige Ständer 3. Das Lagergehäuse 9 ist auf der Achse zweifach gelagert, wobei das die Axialkräfte aufnehmende Hauptlager 21 am luftspaltabgewandten Ende des Lagergehäuses angordnet ist und das Loslager 19 am luftspaltnahen Ende des Lagergehäuses. Der als Scheibenring ausgebildete Läufer 5 ist mit einem Flansch 10 des Lagergehäuses verschraubt, wie bei a angedeutet. Der elektrische Aufbau des Ständers 3 und des Läufers 5 ist nicht dargestellt, da er für die Erfindung unwesentlich ist. Zwischen Ständer und Läufer liegt der scheibenringförmige Luftspalt 7.

Das Hauptlager 21, das im Ausführungsbeispiel als ein Vierpunktwälzlager dargestellt ist, ist im Lagergehäuse 9 zwischen einem Bund 20 dieses Lagergehäuses und einem Ring 35, der axial durch einen geschlitzten, im Lagergehäuse versenkten Federspannring 33 fixiert ist, eingespannt. Der innere Ring des Hauptlagers 21 iiegt mit seiner einen Schulter gegen eine Tellerfeder 23 an, die sich mit ihrem Ende gegen einen Bund 24 der Achse abstützt. Gegen die andere Stirnseite dieses Lagerringes drückt über einen Zwischenring 37 ein Mutter 29, die mit Feingewinde auf einen mit entsprechendem Gewinde versehenen Achsabschnitt 27 aufschraubbar ist. Diese Mutter kann durch eine zweite Mutter 31 gekontert werden. Am luftspaltnahen Ende des Lagergehäuses befindet sich das Loslager 19, welches auf der Achse in axialer Richtung verschiebbar ist. Der Ring 13, der auf der Achse befestigt ist, tragt eine nicht dargestellte Lagerdichtung, die gegen die Stirnseite des oberen Ringes des Lagers 19 abdichtet, um den Eintritt von öl und Schmutz in das Lager zu verhindern.

Zur Justierung des Luftspaltes wird die Mutter 29 so wei* gedreht, bis der Luftspalt 7 den vorgeschriebenen Wert erreicht hat Dann wird die Kontermutter 31 angezogen. Die Tellerfeder 23 ist derart bemessen, daß in der eben genannten Stellung ihre durch Vorspannung

ίο erzeugte Kraft mit Sicherheit größer ist als der maximal auftretende magnetische Zug zuzüglich des Gewichtes des rotierenden Motorteils. Das Gewicht des rotierenden Motorteils ist zu berücksichtigen, da der Motor auch in einer Lage mit vertikaler Achse verwendet werden kann. Dank dieser Bemessung der Tellerfeder oder eines anderen geeigneten Federgliedes kann sich der Luftspalt durch Änderungen der Federkonstante, zum Beispiel Ermüdung der Feder, nicht ändern, solange die Federvorspannkraft die obengenannte Gegenkraft überschreitet. Solange dies der Fall ist, drückt die Tellerfeder das Hauptlager und damit das Lagergehäuse mit dem Läuferring gegen die Kontermutter 29, so daß der Luftspalt konstant bleibt.

Die Tellerfeder oder das sonstige Federglied wird

r> vorzugsweise so ausgebildet, daß ihr/sein Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Loslagers 19. Dies hat den Vorteil, daß bei einem Abziehen des Läufers die Tellerfeder 23 nicht von dem Loslager 19 heruntergestreift wird, sondern anschließend von der Achse abgezogen werden kann. Beim Herunterstreifen durch das Lager 19 wird die Tellerfeder in das schwer zugängliche Lagergehäuse 9 fallen. In diesem Falle müßte das Hauptlager 21 einschließlich der Anschlußteile 35, 37, 33, 29 und 31

r> herausgenommen werden.

In der Figur ist angedeutet, wie der Scheibenankermotor als Antrieb für einen Lüfter verwendet wird. Die rotierende Trommel 42 mit den Lüfterschaufeln ist über eine Scheibe 43 am Flansch 10 befestigt. Über die ortsfesten Seitenteile 40 und 41 wird die Luft angesaugt. In diesen Teilen ist die Achse 1 gelagert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lageranordnung für einen elektrischen Scheibenankermotor mit feststehender Achse, einem fest auf der Achse sitzenden scheibenförmigen Ständer und einem zweifach auf der Achse gelagerten rotierenden Lagergehäuse, welches den scheibenringförmigen Läufer trägt, wobei eine Lagerstelle nahe dem Luftspalt in einer mit dem Läuferscheibenring gemeinsamen Radialebene liegt und die andere Lagerstelle am anderen, vom Luftspalt abgelegenen Ende des Lagergehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß das die Axialkräfte aufnehmende Hauptlager (21) am luftspaltabgelegenen Ende des Lagergehäuses (9) angeordnet ist und das axialkraftfreie Losiager (19) an der luftspaltnahen Stelle des Lagergehäuses (9) angeordnet ist.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, -dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptlager (21) mittels einer einstellbaren Spannvorrichtung in Richtung zum Luftspalt über ein Federglied gegen die Achse (1) anpreßbar ist.

3. Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung aus einer auf die Achse (1) schraubbaren Mutter (29) mit Kontermutter (31) besteht, die gegen die luftspaltabgewandte Seite des Hauptlagers (21) anliegt.

3. Lageranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federglied aus einer Tellerfeder (23) besteht, die zwischen der luftspaltzugewandten Seite des Hauptlagers (21) und einem Bund (24) der Achse (1) anliegt.

4. Lageranordnung nach Anspruch 2 oder 3,

beiden Enden auf der feststehenden Achse gelagert ist.

Die Lagerung dieses Lagergehäuses bereitet besondere Probleme:

Das Hauptlager wird nicht nur von einer gewichtsbedingten Radialkraft belastet, sondern vor allem durch eine sehr hohe Axialkraft da das magnetische Feld die Läuferscheibe in axialer Richtung gegen den scheibenförmigen Ständer zieht. Dieser magnetische Zug muß vom Lager aufgenommen werden, so daß das in axialer

in Richtung fixierte Hauptlager durch starke Axialkräfte belastet ist. Bei einem Motor, bei dem die gewichtsbedingte Radialkraft etwa 30 kg beträgt, beträgt die magnetisch bedingte Axialkraft etwa 450 kg.
Bei den bekannten Scheibenankermotoren liegt das

is die Axialkräfte aufnehmende Hauptlager an dem luftspaltnahen Ende des Lagergehäuses. Als Lager werden Wälzlager verwendet

Dieser bekannte Scheibenankermotor hat einen doppelten Nachteil: Die insbesondere im Läufer erzeugte hohe elektrische Verlustwärme führt zu einer starken Erwärmung des luftspaltnahen Lagers. Die Temperaturen dieses Lagers erreichen bei normaler Umgebungstemperatur 140 bis 150° C. Beim Einsatz des Motors in einer warmen Umgebung addiert sich hierzu

2^r> noch die erhöhte Umgebungstemperatur. Die Anfälligkeit eines Wälzlagers gegen hohe Temperaturen steigt mit seiner mechanischen Belastung. Das luftspaltnahe, die Axialkräfte aufnehmende Hauptlager ist daher bei den bekannten Scheibenankermotoren sehr störanfällig

jo und führt häufig zu Ausfällen des Motors.

Ein weitere Nachteil der bekannten Konstruktion besteht darin, daß zur Justierung des mit Rücksicht auf einen niedrigen Magnetisierungsstrom sehr kleinen