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Motor mit Vorrichtung
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zur Verhinderung der Öldunstdiffusion Die Erfindung betrifft einen
Motor mit einer Vorrichtung zur Verhinderung der Öldunstdiffusion, damit die Diffusion
eines Gleitmittels, wie das zu den Baggern einer Dreheinheit aufgobrachten Öles,
in einem Drehmotor aus dem Drehmo+or- heraus bei dessen drehung verhindert wird.
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Lager sind für sämtliche Drehmotoren, wie Elektromotoren, elektrische
Generatoren oder DrehantriebsübertragungsausrUstungen wichtig und spielen eine beträchtliche
Rolle beim zufriedenstellenden Betrieb der Drehmotoren.
Damit der
Betrieb der Lager glatt wird, wird ein Gleitmittel wie Öl oder Fett auf die. Lager
aufgebracht.
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Die Aufbringung dieses Gleitmittels trägt zur Verringerung der Abnützung
und Reibung der Lager bei.
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Bisweilen treten jedoch Schwierigkeiten durch das Gleitmittel in
mit hoher Geschwindigkeit drehenden Motoren auf. Insbesondere kann das Gleitmittel
zu feinen Teilchen durch die Hochgeschwindigkeitsdrehung des Motors und durch die
Wärme, die im Gleitmittel und dem Lager durch die Hochgeschwindigkeitsdrehung verursacht
wird, gebrochen werden, und die dabei gebildeten feinen Teilchen strömen aus der
Umgebung des Lagers und diffundserexs aus dem Drehmotorkörper. Infolgedessen überzieht
das Öl allmählich den Drehmotorkörper und dessen in der Umgebung liegende Ausrüstungsstücke.
Die Ansammlung des Öles beeinflußt die Ausrüstung und derer. Komponenten nachteilig,
die stets saubergehalten werden müssen. Beispielsweise kann die drehende Spicgeloberfläche
einer optischen Rastervorrichtung durch die Ansammlung eines Gleitmittels in der
vorstehend geschilderten Weise verschmutzt werden.
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Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Umrisses einer optischen
Rastervorrichtung, die ein Drehspiegelbauteil 1 mit Spiegeloberfläc8n 2 und einen
Motor 3 enthält.
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Das Spiegelbauteil 4 ist fest auf der Drehwelle des Motores zenit
hoher Genauigkeit befestigt. D.h., der Mittelpunkt des Spiegelbauteils 1 fällt mit
der Zentralache der Drehung der Drehwelle des Motors zusammen und das Spiegelbauteil
1 ist fest hierauf praktisch ohne Neigung hinsichtlich der Zentraldrehachse befestigt.
Das Spiegelbauteil 1 und der Motor 3 sind in einem Gehäuse 4 in einem Tt'.il eingeschlossen,
worin ein transparentes Fenster 5 ausgebildet ist.
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Das Gehäuse 4 ist zum Schutz des Spiegelbauteils 1 vor
äußeren
Kräften und zum Schutz der Spisgeloberflächen 2 vor Verschmutzung durch Luft von
außen od. dgl. ausgebildet.
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Eine Schnittansicht der optischen Rastervorrichtung ist in Fig. 2
gezeigt, worin derartige Komponenten, die bisher unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben
wurden, entsprechend beziffert sind. Der am Gehäuse 4 durch geeignete Maßnahmen
fest fixierte Motor 3 kann mit einer hohen Geschwindigkeit von etwa 20 000 Umdrehungen/Minuto
rotieren. In der in dieser Weise aufgebauten optischen Rastervorrichtung wird ein
alffallender Lichtstrahl durch das Fenster 5 auf die DrehspieOeloberflhchen 2 aufgetregen,und
der Lichtstrahl wird entsprechend der Drehung des Spiegelbauteiles gebeugt. Es ist
selbstverständlich, daß die Spiegeloberflächen stets sauber sein müssen. Lager sind
zwischen dem Drehteil und dem stationären Teil des Motors in der optischen Rastervorricrltung
angebracht. In der Fig. 2 sind die Lager durch Kugellager 31 dargestellt. Da die
Kugellager 31 ein Gleitmittel erfordern, wird Öldunst unvermeidlich in der vorstehenden
Weise atlas dem Glertmittel gebildet. Der gebildete Öldunst zeigt eine Diffusion
aus dem Motor, wie durch die Pfeile K angegeben, und wird dann in dem verschlossenen
Gehäuse 4 zurückgehalten.
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Es gibt auch einen anderen Weg, wodurch die Spiegeloberflächen 2
der Rastervorrichtung mit Öl überzogen werden können. Die vereinigte Spitze r der
anstoßenden Spiegeloberflächen 2 bewegt sich durch die Luft mit hoher Geschwindigkeit
während o.er Drehung des Spiegelbauteils 1 in Richtung des Pfeiles X, und dsshalb
wird ein Luftstrom in Richtung des Pfeiles Y relativ zur Spiegeloberfläche ausgebildet.
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Infolgedessen bildet beispielsweise hinsichtlich der Spiegeloberfläche
2a der an der vereinigten Spitze Ta vorliegende
Luftstrom auf der
sich vorwärts bewegenden Seite der vereinigten Spitze einen Winkel mit der Spiegeloberfläche
2a, wobei infolgedessen eine Luftabscheidungserscheinung verursacht wird und ein
negativer Druckbereich erzeugt wird. Die umgebende Luft fließt infolgedessen abrupt
in den negativen Druckbereich. Falls die umgebende Luft Öldunst enthält, wird sich
der Öldunst auf den Oberflächen in der Umgebung der vereinigten Spitze abscheiden.
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Gemäß der letzten Beobachtung ist es sehr wahrschoin lich, daß der
Öldunst auf den Spiegeloberflächen an den vereinigten Stoß spitzen an der Seite
in Vorwärtsrichtung zu einem Durchmesser von etwa 0,05 bis 5 p anhaftet. Falls ein
Spiegelbauteil mit einem Oberfläcenkonfrontationsabstant von etwa 100 mm mit einer
Ge&chwindigkeit von 20 000 Umdrehungen/Minute rotiert, scheidet sich der Öldunst
auf den Fviegeloberflächen innerhalb einiger zehn Stunden zu einem solchen Ausmaß
ab, daß das abgeschiedene Öl Probleme beim Betrieb der Rastervorrichtung verursacht.
In der Praxis wird der öldunst erzeugt, falls der Motor mit Geschwindigkeiten bis
herab zu 10 000 Umdrehungen Jinute betrieben wird. Falls der Oberflächenkonfrontationsabstand
groß ist, ist auch die Geschwindigkeit der Spiegeloberfläche hoch. Infolgedessen
ist es praktisch unmöglich, die Abscheidung des Öldunstes auf der Spiege7.oberfläche
in der Rastervorrichtung zu vermeiden. Im Hinblick auf die erforderliche Befestigungsgenauigkeit
der Spiegeloberflächen ist es nicht günstig, einfach den Ölstaub abzuw4schen, da
dies eine Fehlneigung verursachen kann.
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Im Hinblick auf das Vorstehende besteht eine Aufgabe der Erfindung
in der Verhinderung der Diffusion von Ö1-dunst durch die Lager eines Drehmotors.
Es ist günstig, daß die Verunreinigung durch Öldunst, die an den Umfangsteilen
eines
Drehmotores wie im Fall eines optischen Rasters vorliegen kann, auf ein Minimum
gebracht wird.
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Gemäß der Erfindung wird die Drehung einer drehenden Einheit in einem
Drehmotor zur Verhinderung der Strömung des Öldunstes in den gewünschten Richtungen
ausgenützt.
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In der gemäß der Erfindung aufgebauten Voirichtung zur Verhinderung
der Diffusion des Öldunstes sind lineare Kerbungen oder Vorsprünge mindestens auf
einem Teil der Wandoberfläche der Dreheinheit eines Drehmotores ausgebildet, der
der Wandoberfläche eines hierzu eng benachbarten stationären Teiles gegenübersteht.
Die linearen Kerbungen oder Vorsprünge erzeugen eine Lllftströmung in einer Richtung
entlang der Wandoberflache der Dreheinheit. Das Bauteil, worauf die linearen Kerbungen
oder Vorsprünge ausgebildet sind, ist so gestaltet, daß es auf der Dreheinheit abnehmbar
befestigt ist.
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Im Rahmen der Beschreibung der Zeichnungen im einzelnen sind die
Flug. 1 und 2 eine äußere perspektivische Ansicht bzw. ein Schnitt, die den Umriß
einer Ublichen optischen Rastervorrichtung zeigen, die Fig. 3 ein erläuterndes Schema,
das eine Spiegeloberfläche in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zeigt, die Fig.
4 eine schematlsche Schnittansicht, die die Vorrichte der Fig. 2 zeigt, wobei Jedoch
die Lehren gemäß der Erfindung angewandt werden, die Fig. 5 und 6 erläuternde schematische
Darstellungen, die BeiE7ie16 ftir Luftstromausbildungsvorrichtungen gemäß der Erfindung
zeigen, die auf die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung anwendbar sind, die Fig. 7 ein
Schnitt eines äußeren Motors, auf den die Lehren gen:äß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewandt sind,
die Fig. 8 und 9 Schnitte,
welche Beispiele von Luftstromausbildungsvorrichtungen, welche abnehmbar auf einem
Drehmotor gemäß der Erfindung befestigt werden können, angeben, die Fig. 10 ein
Schnitt, der eine weitere AusbiXdungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die
Fig. 11 eine Vorderansicht eines in der Ausbildungsform der Fig. 10 angewandten
Scheibenbauteils, die Fig. 12 ein Schnitt, der eine weitere Anwendung des in Fig.
11 gezeigten Scheibenbauteils angibt, und die Fig. 13 und 14 Schnittansichten, welche
Beispiele eines Gehäuses engeren, welches gemäß der Erfindung angewar,dt werden
kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsformen,
wie sie in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt sind, erläutert.
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Fig. 4 stellt einen Querschnitt dar, der den Umriß einer Rastervorrfshtung
zeigt, worauf die Lehren der Erfindung angewandt sind. In der Fig. 4 bezeichnet
die Bezugsziffer 10 das Spiegelhauteil, und die Bezugsziffer 50 bezeichnet einen
zur Drehung des Spiegelbauteils 10 verbundenen Motor. Hinsichtlich des Motors 50
sind lediglich derartige Komponenten gezeigt, die sich auf Xnderzngen aufgrund der
Erfindung ergeben, um die Figur zu vereinfachen. Wie sich klar aus der Beschreibung
in Verbindung mit der vorstehenden Fig. 2 ergibt, hat der Öldunst aus dem -ouf die
Kugellager 31 aufgebrathten Gleitmittel die Tendenz, wie vorstehend erläutert, durch
die Spalten 54 zwischen dem stationären Teil 52 des Motors 50 und einer Drehwelle
51 hindurchzugehen und aus dem Motor 50 zu diffundieren. Um dies zu verhindern,
sind geäß der vorliegenden Erfindung gewindeförmige Kerbungen 53 in den Teilen der
Drehwelle zu
dem Motor ausgebildet, die in den Spalten 54 angebracht
sinde Die gewindeförmige Kerbung 53 ist, wie in Fig. 5 gezeigt, gerichtet.
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Wenn bei diesem Aufbau die Drehwelle 51 rotiert, bildet die gewindeförmige
Kerbung 53 einen Luftstrom in der Richtung des Pfciles S in der Fig. 5. Falls angenommen
wird, daß die rechte Seite des stationären Teiles 52 an der Innenseite des Motors
gemäß Fig. 5 liegt, dann wird die Strömung des Öldunstes, die von der Inn.enseite
des Motors zur Außenseite des Motors lCufts durch den Luftstrom verhindert.
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Falls die Drehwelle in der entgegengesetzten Richtung rotiers würde9
würde der gebildete Luftstrom in der entgeOengesetzten Richtung strömen, so daß
die Strömung des Öldunstes erhöht9 anstelle verzögert würde. Infolgedessen müssen
die Richtungseigenschaften der schraubenförmigen Kerbung und die Richtung der Drehung
des Motors in entsprechender Weise übereinstimmen0 Der durch die schraubenförmige
Kerbung 53 gebildete Luftstrom fließt entlang der Oberfläche der Drehwelle. Falls
der Spalt 53 zwischen der schraubenförmigen Kerbung 53 und dem stationären Teil
klein ist und dessen Breite in horizontaler Richtung gemäß Figo 5 groß ist, wird
der Effekt des Luftstromes erhöhte Wenn ferner die Richtung der nach rechts geschraubten
Kerbung 53' entgegengesetzt zur Richtung der links geschraubten Kerbung 53 gemacht
wird, wie aus Fig. 4 ersichtlich, diffundiert praktisch kein Öl aus dem Motor, und
der Verbrauch des Gleitmittels wird dadurch verringert. Um einen Luftstrom in Richtung
des Pfeiles S auszubilden, können Linienkerbungen, wie in Fig. 6 gezeigt.
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angewandt werden, oder Vorsprünge, beispielsweise Feinteile, können
ausgebildet sind9 die den gleichen Effekt bewirken.
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Mit der vorstehend geschilderten Vorrichtung zur Verhinderung der
Öldunstdiffusion wird die Diffusion des Öldunstes durch die Lager des Motors wirksam
verhindert, ohne daß ein komplizierter Mechanismus angewandt werden muß. Wenn die
Geschwindigkeit des Motors erhöht wird, wird auch der Diffusionsverhinderungseffekt
erhöht. Somit ist die Vorrichtung zur Verhinderung der Öldunstdiffusion, wie sie
gemäß der Erfindung aufgebaut ist, sehr praktisch und wirksam.
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Die Fig. 7 zeigt ein weiteres Beispiel einer Vorrichtung zur Verhinderung
der Öldunstdiffusion gemäß der Erfindung, die hier aut einen Außenmotor anstelle
des vorstehend abgehandelten Innenmotors angewandt wird. In der Fig. 7 bezeichnen
die Bezugsziffer 60 eine stationäre Welle, 70 eine Dreheinheit und 71 ein fest auf
der Dreheinheit 70 befestigtes Spiegelbauteil, wobei das Spiegelbauteil 71 rlt einer
Spiegeloberfläche 72 ausgestattet ist. In diesem Fall sind die schraubenartigen
Kerbungen 73 in den Innenwänden der Dreheinhett 70 ausgebildet, die der stationären
Welle 60 gegenübersteht.
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Die Fig. 8 und 9 zeigen Beispiele für schraubenförmige Kerbungsbauteile
75, die so gestaltet sind, daß sie abnehmbar auf dem Innenmotor bzw. Außenmotor
befestigt sind. In Jedem Beispiel ist das schraubrnform4ge Kerbungsbauteil 75 auf
dem Motor mittels eines Verdichtungsringes 76 befestigt.
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Eine Vielzahl von Verfahren zur Befestigung des schraubenförmigen
Kerbungsbauteiles sind auf dem Facngebiet bekannt.
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Ein günstiges übliches Verfahren kann angewandt werden, um das schraubenförmige
Kerbungsbauteil auf dem Motcr zu befestigen, wie es im Jeweiligen Falle erfordorlicil
ist. Die Ausbildung von schraubenfiBrmigen Kerbungsbauteilen, die abnehmbar auf
einem Motor befestigt sein können, ist dadurch vorteilhaft, daß geeignete schraubenförmige
Kerbungsbauteile
selektiv in Abhängigkeit von der Richtung der
Motoren angewandt werden können. In den Fig. 8 und 9 bezeichnet die Bezugsziffer
77 einen stationären Teil des Motors.
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Die Fig. 10 bis 12 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Die Fig. 10 zeigt einen Innenmotor, worauf die Lehren der Erfindung angewandt sind.
Eine Scheibe 81 ist fest auf der Drehwelle 80 des Motors befestigt. Kerbviigen oder
lineare Vorsprünge 100, die sich wie in Fig. 11 erstrecken, sind auf der Oberfläche
82 der Scheibe 81 ausgebildet, welche der Außenwand 91 des stationären Teiles 90
des Motors gegenübersteht. Wenn die Scheibe 81 durch die Drehwelle 80 rotiert wird,
wird ein Luftstrom in Richtung des Pfeiles S gemäß Fig. 10 erzeugt.
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Fig. 12 zeigt einen Außenmotor unter Anwendung einer ähnlichen Scheibe,
wie sie in Fig. 11 gezeigt wurde. Die in Fig. 11 gezeigte Scheibe 111 ist fest auf
der Außenwand der Dreheinheit 110 befestigt, wobei lineare Kerbungen oder Vorsprünge
auf der Oberfläche 112 der Scheibe 111 ausgebildet sind. Eine Scheibe 115, die der
Oberfläche 112 gegen-Ubersteht, ist fest auf der Welle 112 montiert. Es ist nicht
stets notwendig, eine Scheibe 115 auf der Welle 112 auszubilden. Falls die Innenwand
des Motorgehäuses an die Scheibe 111 anstößt, kann die Innenwand als stationäre
Platte verwendet werden. Alles was notwendig ist, liegt darin, daß die Scheibe mit
den linearen Kerbungen oder Vorsprüngen so rotiert wird, daß hierdurch ein Spalt
gebildet wird, da selbstverständlich die Drehung der Scneibe in der offenen Luft
ohne Maßnahmen zur Richtung der Luftströmung keine Verhinderung der Öldunstströmung
verursacht.
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Die Fig. 13 und 14 sind erläuternde Schematische Darstellungen fir
die beschreibung der verbesserten Motoren gemäß der Erfindung. Die Fig. 13 zeigt
einen Motor, worin die vorstehend abgehandelten Lehren der Erfindung auf die beiden
Seitteile 201 und 202 des Motors angewandt sind.
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Falls das Gehäuse 210 vollständig geschlossen ist, wird es schwierig,
die gewünschte Luftströiniing auszubilden. Um dieses Problem zu umgehen, ist ein
Filter in einem Teil des Gehäuses 219 zur Aufnahme von sauberer Luft vorgesehen.
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Falls ein zu den Lagern des Motors strömender Luftstrom Staub od.
dgl. enthält, dann wird die Gebrauchslebensdauer der Lager verringert. Die Ausbildung
des Filters 211 ist wirksam zur Vermeidung dieser Schwierigkeit.
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Gemäß Fig. 14 sind die Lehren der vorliegenden Erfindung auf den
Seitteil 251 eines Motors 250 und nicht auf den Seitteil 252 angewandt. In diesem
Fall wird der Öldunst zwangsweise zur Strömung in einer Richtung gehalten, so daß
er durch den Strömungsweg 280 ausgetragen wird. Diese Ausführungsform der Ertindung
kann so modifiziert werden, daß sie auf einem Seitteil 252 eines Motors angewandt
werden kann, o daß eine Luftströmung gebildet wird, welche die Ausströmung des Öldunstes
aus dem Motor verhindert.
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Erfungsgemäß ergibt sich somit eine Vorrichtung zur Verhinderung
der Öldunstdiffusion aus einem Hochgeschwindigkeitselektromotor, worin Luftströme
gebildet werden und zu den .Sotorlagern gerichtet sind, so daß der Ölstaub zum Verbleiben
innerhalb des Motorgehäuses gezwungen wird. Kerbungen oder orsprUnge sind auf den
drehenden Teilen des Motores, wie der Motorwelle oder einer mit der Welle verbundenen
Scheibe, auscebildet. Die Richtungen der Kerbungen sind an den entgegengesetzten
Enden des Motors entgegengesetzt. Die Abmessungen der Kerbungen oder Vorsprünge
und der
Spalt zwischen denselben und dem stationären Teil des Motors
sind so gewæhlts daß eine ausreichende Luftströmung erzeugt wird. Die Kerbungen
oder Vorsprünge können auf einem abnehmbaren Bauteil ausgebildet sein, so daß die
Drehrichtung eines Motors leicht geändert werden kann.
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Wie sich aus der vorstehenden Deschreibung ergibt, liefert die vorliegende
Erfindung, falls es erforderlich ist, eine Verschmutzung aufgrund von Ölstaub an
Drehlagern im Fall von optischen Rastervorrichtungen od. dgl. zu verhindern, eine
grundsätzliche Lösung dieses Problems dadurch, daß die Diffusion des Öldunstes aus
dem Drehmotor völlig unterbleibt oder die Strömung des Öldunstes sn geeigneter Weise
gesteuert wird0 Für diesen Zweck ist es nicht notwendig, einen Mechanismus von kompllziertesl
Komponenten auszubilden. Deshalb sind irgendwelche Erhöhungen der Herstellungskosten
aufgrund der Anwendung der vorliegenden Erfindung äußerst gering.
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Da weiterhin die Bauteile zur Regelung der Strömung des Öldunstes
abnehmbar auf dem Drehmotor befestigt sein können, kann die Strömung des Öldunstes
in der gewünschten Weise gerichtet werden, ganz gleich wie die Drehung der Dreheinheit
des Drenmotors ist0
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