DE3508738A1 - Elektromaschine - Google Patents

Description

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Societe de Paris et du Rhone

Societe Anonyme 36 Avenue Jean Mermoz

F-69392 Lyon 8 eme, Rhone, France

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Elektromaschine

Die Erfindung betrifft eine Elektromaschine mit einem auf einer Welle gelagerten Rotor sowie einem mit der Welle drehfest verbundenen Maschinenteil, insbesondere einem Ventilator. Die Elektromaschine kann insbesondere der Wechselstromgenerator eines Kraftfahrzeuges sein, wobei der Ventilator zur Kühlung dieser Maschine dient. Der Ventilator soll dabei möglichst schwingungsfrei und/oder geräuscharm auf der·Welle des Wechselstromgenerators od. dgl. montiert sein. Der Ventilator einer elektrischen Maschine weist gewöhnlich einen Flansch oder einen Kreisring auf, an dem die Flügel befestigt sind, wobei der Flansch eine Nabe bildet, die auf der Welle der Elektromaschine befestigt ist. Üblicherweise bestehen solche Ventilatoren aus Blech, aus Gußmaterial oder aus Kunststoff, wobei die letztgenannte Ausführungsform einen die Nabe bildenden, metallischen Einsatz erfordert, um einen korrekten Halt auf der Welle zu ermöglichen. Bei den für solche Elektromaschinen bekannten Ventilatoren ergibt sich eine erhebliche Lärm- und/oder Vibrationsabgabe. Diese Erscheinung ist nicht allein auf die Luftströmung zurückzuführen, sondern ist insbesondere auf mechanische und elektromagnetische Belastungen zurückzuführen, die aus dem Betrieb der Elektromaschine, insbesondere des Wechselstromgenerators oder der Lichtmaschine herrühren, wobei diese Belastungen über die Nabe auf die Ventilatorflügel L J

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übertragen und dort durch Resonanz noch verstärkt werden. Diese Auswirkungen sollen jedoch unterdrückt oder wenigstens wirksam abgeschwächt werden.

Aus diesem Grund ist es bereits bekannt, bei Blech-Ventilatoren diese mit einem vibrationshemmenden Material zu beschichten. Es ist weiterhin bereits bekannt, den Flügelträgerring von einem Haltering zu trennen, wobei letzterer in mehrere flache Stücke aufgeteilt ist und ein Dämpfungssystem bildet gemäß der FR-PS 2 Al6 583. In anderen Anwendungsbereichen hat man auch schon schwingungsdämpfende Naben geschaffen, die aus mehreren ringförmigen, elastischen Elementen bestehen, die zwischen mehreren festen Teilen eingefaßt sind (FR-PS 2 425 541.). Auch im speziellen Bereich der Ventilatoren für Elektromaschinen ist eine Dämpfung durch Zwischensetzen elastischer Elemente wie z„ B. Scheiben oder Ringen angestrebt worden, um die übertragung der Vibrationen zum Ventilator zu vermeiden (FR-PS 2 435 618 und FR-PS 2 486 324).

Die bisherigen bzw. bisherige, vorgeschlagene Lösungen haben insbesondere die Nachteile, daß das Auftreten von Lärm und Vibrationen lediglich auf andere Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen verlagert wird, ohne diese Erscheinung zu unterdrücken. Weiterhin sind diese Konstruktionen aufgrund der Anzahl der notwendigen Teile und der erforderlichen Montage aufwendig, so daß die Kosten für die Montage bzw. der gesamten Maschine vergleichsweise hoch sind. Bei Einrichtungen, bei denen elastische Elemente benützt werden, ist eine schlechte Positionierung der mechanischen Teile vorhanden, so daß die gesamte Konstruktion zu flexibel und nachgiebig ist und auch empfindlich gegenüber Altern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Elektromaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die übertragung von Vibrationen, die Lärm erzeugen, wirksam vermindert wird, ohne die vorgenannten Nachteile in

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Kauf nehmen zu müssen. Dabei soll die Lösung einfach und wirtschaftlich sein und außerdem soll die Positionierung des Maschinenteiles durch eine starre Montage genau vorgegeben sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß zur Reduzierung von Vibrationsübertragungen als Verbindung zwischen einem Teil, z. B. der Welle, von dem die Vibrationen ausgehen und dem Maschinenteil, z. B. dem Ventilator, kleinflächige, etwa punktuelle oder linienförmige Druck-Kontaktstellen vorgesehen sind.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die insbesondere elektromagnetisch verursachten Vibrationen nicht nur durch elastische Zwischenelemente, sondern auch durch druckfeste Elemente gedämpft werden können, wenn diese im Gegensatz zu den bisher üblichen Ausführungsformen keine große, ringförmige Übertragungsfläche, sondern im Gegenteil eine sehr kleine Oberfläche mit insbesondere punktueller oder linienförmiger Anlage im Kontaktstellenbereich aufweisen.

Zweckmäßigerweise ist das Maschinenteil axial durch konzentrisch zur Welle angeordnete Spannteile eingespannt, wobei die Kontaktstellen Oberflächen großer Härte aufweisen. Durch diese sehr harten Oberflächen z. B. aus gehärtetem Stahl, wird jede Veränderung der Abstützungsoberfläche vermieden und auch ein Zusammendrücken der Befestigungsteile unter der Wirkung der Vibrationen. Eine solche Montage mit geringer mechanischer Übertragungsfähigkeit, wobei das zu haltende Maschinenteil durch die Welle der Maschine umgebende Teile eingespannt ist, wirkt insbesondere gegen in Bezug auf die Welle in Längsrichtung verlaufende Vibrationen. Die Montage mit geringer mechanischer Übertragungsfähigkeit kann auch direkt zwischen der Welle und dem Maschinenteil erfolgen, insbesondere bei Vibrationen, die quer zur Welle ausgerichtet sind.

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Eine einfache Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß zur Bildung punktueller Kontaktstellen und zur gleichzeitigen Abstützung und Halterung des Maschinenteiles Kugeln großer Härte vorgesehen sind, die zwischen einem Teil des zu haltenden Maschinenteiles und der Welle und/oder wenigstens einem mit der Welle verbundenen Spannteil angeordnet sind.

Um die übertragung "axialer" Vibrationen zu unterdrücken, kann nach einer Ausführungsform als Kontaktstellen einseitig am Maschinenteil angreifende, konzentrisch um die Welle verteilte Kugeln vorgesehen sein, die zwischen der einen Stirnseite des Maschinenteiles und einer dieser gegenüberliegenden Stirnseite eines mit der Welle verbundenen Spannteiles angeordnet sind. Nach einer anderen Ausführungsform können als Kontaktstellen beidseitig des Maschinenteiles angeordnete Reihen von konzentrisch um die Welle verteilten Kugeln vorgesehen sein, wobei eine Kugelreihe zwischen einer Stirnseite des Maschinenteiles und einer vorzugsweise ebenen Stirnseite eines Spannteiles angeordnet sind und wobei die zweite Kugelreihe zwischen der gegenüberliegenden Stirnseite des Maschinenteiles und einem weiteren, mit der Welle verbundenen Spannteil angeordnet sind.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung können die Kugeln in Lagervertiefungen in dem Maschinenteil gehalten sein. Die Kugeln sind dabei zwischen zwei flachen und harten Ebenen eingesetzt und durch die Lagervertiefungen gehalten.

Um die übertragung von "^radialen" Vibrationen zu unterdrücken, können als Kontaktstellen wenigstens eine Reihe von Kugeln vorgesehen sein, die konzentrisch um die Welle verteilt sind und mit dieser einen punktuellen Kontakt haben und die andererseits an einer die Welle mit Abstand umgreifenden Innenwand einer Höhlung in dem Maschinenteil anliegen.

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Eine abgewandelte Ausführungsform sieht vor, daß die punktuellen oder linienförmigen Kontaktstellen durch Vorsprünge gebildet sein können, die axial an einer Ringscheibe vorstehen und in Montagestellung an einem mit der Welle verbundenen Spannteil anliegen. Bei dieser Ausführungsform weist die oder jede Ringscheibe vorteilhafterweise eine Reihe von Vorsprüngen auf, die sich gegen das Maschinenteil abstützen. Diese Vorsprünge können z. B. durch einen Tiefziehvorgang eingebracht werden und sind zweckmäßigerweise in gleichmäßigen Abständen angeordnet. Sie bilden dann den Ersatz für die Kugeln der vorbeschriebenen Ausführungsform. Die Kontaktstellen können in punktueller oder linienförmiger Ausführung auch dadurch erreicht werden, daß die Ringscheibe(n) eine Reihe von Kanten, Kerben od. dgl. Erhebungen aufweist.

Um ein separates Zwischenteil zu vermeiden, kann nach einer anderen Ausführungsform vorgesehen sein, daß die Kontaktstellen durch Ausformungen an dem Maschinenteil selbst gebildet sind, die zumindest an einer etwa radial orientierten Stirnseite vorstehen und gegen ein mit der Welle verbundenes Spannteil anliegen.

Für eine punktuelle Abstützung bzw. zur Bildung punktueller Kontaktstellen können nach einer weiteren Ausführungsvariante wenigstens drei Zapfen oder zylindrische Nadeln großer Härte mit gerundeten Enden vorgesehen sein, die parallel zur Welle verlaufen und die in axial orientierten Höhlungen bei einer zentralen Bohrung des Maschinenteiles oder eines Ringes, der dieses Maschinenteil unterstützt, gelagert sind, wobei die gerundeten Enden dieser Zapfen über die Außenstirnseiten des Maschinenteiles axial vorstehen und an Spannteilen anliegen und wobei auch die Zapfen od. dgl. mantellinienartig an der Welle anliegen. Bei dieser Ausführungsform können sowohl die übertragung "axialer" Vibrationen als auch "radialer" Vibrationen unterdrückt

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werden bei gleichzeitig einfacher Montage.

Bei einer Ausführungsform mit Kontaktstellen für eine linienförmige Abstützung können zylindrische Zapfen großer Härte vorgesehen sein, wobei diese Zapfen am Umfang der Welle verteilt zwischen dem Maschinenteil bzw. einer daran anliegenden harten Abstützscheibe und andererseits einem mit der Welle verbundenen Spannteil gelagert sind, und wobei zwei diametral gegenüberliegende Mantellinien jedes Zapfens linienförmige Kontaktstellen bilden. Dabei sind die Zapfen vorzugsweise mit ihren Längsachsen radial zur Welle angeordnet und bereichsweise in Lagervertiefungen im Maschinenteil gelagert.

In abgewandelter Ausführungsform können die Zapfen auch bezüglich ihrer Längsachsen etwa tangential zum Querschnitt der Welle angeordnet sein.

Als Ersatz für die letztgenannte Ausführungsform können nach einer Weiterbildung der Erfindung die Kontaktstellen für eine linienförmige Abstützung auch mittels eines die Welle zumindest bereichsweise umgreifenden, mehreckigen Ringes gebildet sein, wobei sich die vorzugsweise geradlinigen Einzelabschnitte dieses Ringes zwischen dem Maschinenteil bzw. einer daran anliegenden Abstützscheibe und andererseits einem Spannteil befinden und wobei der linienförmige Kontakt an Mantellinien der verschiedenen Einzelabschnitte des mehreckigen Ringes gebildet sind. Dadurch werden die Anzahl der benötigten Teile reduziert und die Montage erleichtert.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung liegt der mehreckige Ring an einer Abstützscheibe an, die einen äußeren, axial vorstehenden Kragen hat, dessen axiale Länge etwa zwischen dem Radius und dem Durchmesser des Querschnittes des Ringes liegt. Durch den äußeren Kragen wird die Abstützscheibe auf dem mehreckigen Ring zentriert, der selbst auf der Welle zentriert ist. Dadurch wird ein direkter Kontakt der Abstützscheibe mit der Welle vermieden.

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Der Einsatz der vorbeschriebenen Erfindung mit den verschiedenen Ausgestaltungen ist insbesondere bei einem Kraftfahrzeuggenerator mit Kühlventilator vorgesehen. Dabei ist das vorbeschriebene Maschinenteil der Ventilator, wobei dieser auf der.Welle zwischen einem Wellenlager und einer Keilriemenscheibe bzw. einem sich daran abstützenden, axialen Spannteil eingespannt ist und wobei eine punktuelle oder linienförmige Abstützung zumindest zwischen der Nabe des Ventilators und der Stirnseite des Wellenlagers und/oder zwischen der Keilriemenscheibe bzw. dem Spannteil und/oder der Welle selbst vorgesehen ist. Dadurch können vom Rotor kommende Vibrationen,die in Längsrichtung orientiert sind, vom Ventilator, weitgehend ferngehalten werden. Auch zwischen anderen Teilen, die Vibrationen übertragen können, können ähnliche Übertragungsteile vorgesehen sein.

Nachstehend ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine etwas vereinfachte Längsschnittdarstellung eines Kraftfahrzeug-Generators mit Ventilator,

Fig. 2 eine Teillängsschnittdarstellung im Nabenbereich eines Ventilators,

Fig. 3 etwa Fig. 2 entsprechende Darstellungen mit jebis 6 weils unterschiedlichen Ausführungsvarianten,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Ringscheibe mit Ausformungen,

Fig. 8 eine Teillängsschnittdarstellung im Nabenbereich eines auf einer Welle montierten Ventilators mit achsparallelen Zapfen zur punktuellen Abstützung bzw. Halterung,

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Fig. 9 eine Querschnittsdarstellung gemäß der Schnittlinie 9-9 in Fig. 8,

Fig. 10 eine Teillängsschnittdarstellung ähnlich Fig. 2, hier jedoch mit zwischen einem Maschinenteil und seitlichen Spannteilen befindlichen Ringscheiben,

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung einer Ringscheibe mit linienförmigen Vorsprüngen,

Fig. 12 eine Längsteilschnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles mit radial angeordneten Zapfen,

Fig. 13 eine Querschnittsdarstellung der in Fig. 12 gezeigten Anordnung,

Fig. 14 die in Fig. 12 und 13 gezeigte Anordnung in einem bezüglich der Längsachse des Zapfen quer verlaufenden Schnittdarstellung,

Fig. 15 eine Querschnittsdarstellung durch eine Welle mit tangential um diese angeordneten Zapfen,

Fig. 16 eine Querschnittsdarstellung mit einem mehreckigen Ring als Abstützzwischenteil und

Fig. 17 eine Teillängsschnittdarstellung der in Fig. 16 gezeigten Anordnung.

Ein in Fig. 1 gezeigter Kraftfahrzeug-Wechselstromgenerator weist einen Stator 1 auf, der zwischen zwei gegenüberliegenden Flanschen 2 und 3 gehalten ist. Ein auf einer Welle 5 montierter Rotor 4 ist in zwei Lagern 6 und 7 gelagert, die durch die beiden Flansche 2 und 3 getragen werden. Die Lager 6, 7 sind vorzugsweise als Kugellager ausgebildet. Bei dem ersten Lager 6 trägt die Welle 5 einen Ringkollektor 8, der

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mit Bürsten 9 zusammenarbeitet. An diesem Ende des Wechselstromgenerators ist auch ein Gleichrichter angeordnet, der unter einem mit dem Flansch 2 verbundenen Deckel 10 sitzt.

Am entgegengesetzten Ende trägt die Welle 5 an ihrem über das zweite Lager ¹J vorstehenden Wellenteil einerseits eine einfache oder doppelte Keilriemenscheibe 11 bzw. 11', über die der Wechselstromgenerator vom Motor mittels eines Keilriemens angetrieben wird und zum anderen einen Kühlventilator 12, der zwischen dem Lager 7 und der Keilriemenscheibe 11 bzw. 11* angeordnet ist. Das Ende der Welle 5 ist mit einem Außengewinde 13, 13· versehen, auf das eine Mutter 14, 14' aufgeschraubt werden kann, um die Keilriemenscheibe 11, 11' und auch den Ventilator 12 festzuspannen. Bei der einfachen Keilriemenscheibe 11 ist als axiale Querverbindung zu der zentralen Nabe 18 des Ventilators ein Spannteil 15 vorgesehen.

Der Ventilator 12 weist in üblicher Weise einen Flansch 16 mit entsprechend geformten Flügeln 17 auf. Weiterhin ist eine zentrale, von der Welle 5 durchgriffene Nabe 18 vorhanden, die in axialer Richtung und in Drehrichtung unbeweglich mit der Welle verbunden sein muß.

Der Flansch 16 kann aus geformtem, mehr oder weniger nachgiebigem Material bestehen, während die zentrale Nabe 18 durch einen initeingeformten Einsatz aus sehr hartem Material, wie z. B₀ gehärtetem Stahl, besteht.

Bei der in Fig. 1 und deutlicher auch in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist zur vibrationsfreien und/oder geräuscharmen Montage des Ventilators 12 eine Reihe von Kugeln 19 konzentrisch verteilt um die Rotationsachse 20 bzw. die Welle 5 angeordnet. Es können z. B. drei oder vier solcher Kugeln 19 vorgesehen sein, die zwischen der Stirnseite 21 des inneren Ringes des Lagers 7 und der dieser Stirnseite

zugewandten Stirnseite der Nabe 18 eingespannt sind . Diese Stirnseite der Nabe 18 weist Lagervertiefungen 22 auf, in denen die Kugeln 19 gehalten sind. Das auf der anderen Seite der Nabe 18 befindliche Spannteil 15, das über die Verspannung mit der Mutter 14 über die Keilriemenscheibe 11 gehalten ist, stützt sich gegen die andere Stirnseite 23 der Nabe 18 ab.

Bei der etwas erweiterten Ausführungsform nach Fig. 3 sind neben der Anordnung von Kugeln 19 auf einer Stirnseite der Nabe 18 wie in Fig. 2 zusätzlich noch zwischen dem Spannteil 15 und der Stirnseite 23 der Nabe 18 eine weitere Reihe von Kugeln 24 angeordnet. Auch hier sind für die Kugeln 24 Lagervertiefungen 25 in der Nabe 18 vorgesehen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind Kugeln 26 konzentrisch zur Rotationsachse 20 um die Welle 5 herum angeordnet und liegen einerseits an der Welle 5 und andererseits an der mit radialem Abstand zur Welle 5 befindlichen Innenwand der Durchgangsbohrung der Nabe 18 an. Für die Kugeln 26 sind in der Nabeninnenwand Lagervertiefungen 27 vorgesehen. Die ebenen Stirnseiten 23, 28 der Nabe 18 liegen bei dieser Ausführungsform direkt an dem Spannteil 15 bzw. dem Innenring des Lagers 7 an.

Die Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bis 3 sind insbesondere zur Dämpfung von Vibrationen vorgesehen, die vom Rotor ausgehen und im wesentlichen in Längsrichtung der Achse 20 orientiert sind, während die Ausführungsform nach Fig. 4 mehr zur Dämpfung von transversalen Vibrationen vorgesehen ist. Die verschiedenen Ausführungsformen insbesondere nach Fig. 1 bis 3 einerseits und nach Fig. 4 andererseits können bedarfsweise auch gut miteinander kombiniert werden.

Fig. 5 zeigt eine vom Grundprinzip her etwa Fig. 3 entsprechende Ausführungsform, bei der die Kugeln 19, 24 durch an der Nabe 18 od. dgl. Maschinenteil ausgeformte Vorsprünge 29 gebildet sind. Dabei ist vorgesehen, daß eine erste Reihe

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von Ausformungen 29,die etwa halbkugelförmig sind, gegen das Lager 7 gerichtet sind und sich gegen die Stirnseite 21 abstützen. Eine zweite Reihe, von Ausformungen 29 ist auf der gegenüberliegenden Stirnseite der Nabe 18 symmetrisch zu der anderen Seite angeordnet, wobei sich diese Ausformungen 29 punktuell gegen die Querverbindung bzw. das Spannteil 15 abstützt.

Eine Variante der anhand von Fig. 5 beschriebenen Ausführungsform ist in Fig. 6 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform wird insbesondere eine komplizierte Formung des Nabenteiles 18 vermieden. Es sind hier beidseitig der Nabe zwei Ringscheiben 30 (vgl. Fig. 7) vorgesehen, die nach außen weisende, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilte Vorsprünge 31 haben. Diese Vorsprünge 31 können etwa vergleichbar mit den Ausformungen 29 halbkugelförmig oder ähnlich geformt sein. Die Vorsprünge 31 können durch einen Tiefziehvorgang in die Ringscheiben 30 eingebracht werden. Die eine Ringscheibe 30 liegt mit ihrer Flachseite an der Stirnseite 23 der .Nabe an und ihre Vorsprünge 31 stützen sich punktuell gegen das Spannteil 15 ab. Symmetrisch dazu ist die zweite Scheibe auf der anderen Seite der Nabe 18 angeordnet und liegt mit ihrer Flachseite an der Nabenstirnseite 28 an. Die Vorsprünge 31 liegen als punktuelle Kontakte an der Stirnseite 21 des Lagers 7 an.

Etwa vergleichbar mit der Ausführungsform nach Fig. 3 können die beidseitig an der Nabe 18 angeordneten Reihen von Kugeln 19, 24 auch durch eine einzige Serie von Zapfen

47 oder "Nadeln" mit geringem Durchmesser und im wesentlichen zylindrischer Form ersetzt werden, wie dies in Fig. und 9 erkennbar ist. Die Zapfen 47 weisen abgerundete Enden

48 auf und bestehen aus hartem Werkstoff. Wie im Ausführungsbeispiel erkennbar, sind wenigstens drei solcher Zapfen 47 vorgesehen, die mit ihren Längsachsen etwa parallel zur Drehachse 20 der Welle 5 verlaufen. Die Zapfen 47 sind in

Lagernuten 49 gelagert, wobeidiese randoffen innenseitig bei der Durchtrittsbohrung der Nabe 18 für die Welle 5 angeordnet sind. Die Lagernuten sind mit ihren Längsmittelachsen mit geringerem Abstand als es dem Radius der Zapfen 47 entspricht, angeordnet, so daß die darin befindlichen Zapfen 47 nach innen etwas vorstehen. Dadurch ist ein Ringspalt zwischen der Welle 5 und der Nabe 18 gebildet, die somit selbst keinen direkten Kontakt zu der Welle 5 hat. Die Zapfen 47 sind so bemessen, daß sie mit ihren Enden über die Stirnseiten der Nabe 18 vorstehen, wobei diese überstände einerseits an dem Lager 7 oder einer Abstützscheibe und auf der anderen Seite gegen das Spannteil 15 anliegen. Dadurch werden insbesondere Vibrationen in axialer Orientierungsrichtung gedämpft. Weiterhin werden radial orientierte Vibrationen durch den linearen Kontakt gedämpft, der durch Mantellinienberührung zwischen der Welle 5 und den Zapfen 47 entsteht. Der metallische Nabenring 18 kann bei dieser Ausführungsform auch entfallen, wobei die Zapfen 47 direkt in Lagernuten montiert sind, die in dem etwas nachgiebigen Material 16 des Ventilators 2 eingebracht sind. Dies bedeutet hier keinen Nachteil, da ein Metallring zur Aufnahme von Einspannkräften nicht erforderlich ist, da diese übertragung durch die Zapfen 47 übernommen wird.

Bei der Ausführungsvariante gemäß Fig. 10 werden etwa vergleichbar mit Fig. 6 und 7 Ringscheiben verwendet, die ebenfalls einerseits zwischen die Nabe 18 des Ventilators 12 und dem Spannteil 15 und andererseits zwischen der Nabe 18 und dem Lager 7 eingesetzt sind. Die beiden Ringscheiben 32 weisen zumindest bereichsweise ein Profil auf derart, daß sich punktuelle oder linienförmige Kontakte mit dem Lager 7 bzw. dem Spannteil 15 ergeben. Im Querschnitt gemäß Fig. 10 ist nur ein Beispiel unter zahlreichen Möglichkeiten wiedergegeben. Wie in Fig. 11 erkennbar, können im wesentlichen auch ebene Ringscheiben 32 mit über deren

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Umfang regelmäßig verteilten Kanten 33 vorgesehen sein. Auch Einkerbungen oder Vorsprünge, die durch Verformung und/oder durch Ausstanzen gebildet werden, können vorgesehen sein.

Eine abgewandelte Ausführungsform, bei der zylindrische Zapfen 34 verwendet werden, zeigen die Figuren 12 bis • Im Ausführungsbeispiel sind diese Zapfen 34 etwa radial ausgerichtet. Sie sind dabei um die Welle 5 herum in einer gleichen Ebene angeordnet. Beispielsweise können drei solcher Zapfen 34 verwendet werden.

Jeder Zapfen 34 ist getrennt montiert und durch eine käfigartige Vorrichtung zurückgehalten. Diese Halterung ist durch Lagervertiefungen 36 in dem Flansch 16 des Ventilators 12 gebildet, Der nicht innerhalb der Lagervertiefungen befindliche, der Welle ,5 zugewandte Teil des Zapfens 34 liegt mit einer Mantellinie 37 (Fig. 14) gegen die Stirnseite des Innenringes des Lagers 7 an. Eine dazu diametrale Mantellinie 38 (Fig. 12) des Zapfens 34 liegt an einer Abstützscheibe 39 an, die etwa die gleiche Härte wie der Innenring des Lagers. 7 und der Zapfen 34 hat. Durch die Scheibe 39 wird die axiale Andruckkraft auf die Nabe 18 des Ventilators 12 verteilt.

In einer weiteren, in Fig. 15 dargestellten Ausführungsvariante sind z. B. vier zylindrische Zapfen 40 in Bezug auf einen Querschnitt der Welle 5mit ihren Achsen 41 in tangentialer Richtung angeordnet. Es ergeben sich hierbei linienförmige Kontaktstellen entsprechend diametral gegenüberliegenden Mantellinien an jedem Zapfen 40, die zum einen ander Stirnseite des Lagers und zum anderen an einer zum Ventilator führenden Stirnseite oder an einer Abstützscheibe 42 anliegen.

In Fig. 16 und 17 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die yier "tangentialen" Zapfen der Ausführungsform nach Fig. 15 in einem einzigen Teil vereint sind, der

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durch einen mehreckigen Ring A3 gebildet ist. Dieser Ring kann mehreckig mit gerundeten Abschnitten und in sich nicht geschlossen ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel ist eine quadratische Form mit vier geradlinigen Teilen vorgesehen. Der mehreckige Ring A3 umfaßt die Welle 5, wobei seine vier geradlinigen Teile Tangenten zu der Schnittebene dieser Welle bilden. Der mehreckige Ring A3 ist zwischen dem Innenring des Lagers 7 und einer Abstütz- und Haltescheibe AA eingesetzt. Er besteht aus einem Werkstoff, der etwa die gleiche Widerstandsfähigkeit wie der Innenring des Lagers 7 hat. Auch die Abstütz- und Halterungsscheibe AA ist aus ebenso hartem Werkstoff. Die Scheibe AA weist einen äußeren Kragen A5 auf, der den Ring A3 außenseitig übergreift, wie dies in Fig. 17 gezeigt ist. Die axiale Erstreckung H dieses Kragens A5 liegt etwa zwischen dem Radius R und dem Durchmesser D des Ringteiles A3. Kontaktlinien A6 der Länge L (vgl. Fig. 16) liegen zwischen dem mehreckigen Ring A3 und einem durch die beiden Radien R 1 und R 2 begrenzten Kranz. Auf der Stirnseite des Innenringes des Lagers 7 bildet jede Linie A6 einen geraden Abschnitt, der mit einer Mantellinie des entsprechenden Teiles des Ringes A3 zusammentrifft. Wenn η die Anzahl der Seiten des Ringes A3 bezeichnet, findet ein Kontakt zwischen diesem und dem Innenring des Lagers 7 statt, wobei die Gesamtlänge η · N ist. Diese kleine Übertragungsfläche vermeidet eine Übertragung von Vibrationen von dem neben dem Lager 7 befindlichen Rotor auf den Ventilator, der an der Abstützscheibe AA anliegt. Neben dem gezeigten Ausführungsbeispiel insbesondere gemäß Fig. 1 kann das Grundprinzip der Erfindung auch für andere Anwendungsfälle und nicht nur für Ventilatoren bei Wechselstromgeneratoren angewandt werden.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

ORIGINAL INSPECTED " Zusammenfassung

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Claims (18)

Elektromaschine Ansprüche

1. Elektromaschine mit einem auf einer Welle gelagerten Rotor sowie einem mit der Welle drehfest verbundenen Maschinenteil, insbesondere einem Ventilator, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung von Vibrationsübertragungen als Verbindung zwischen einem Teil(z.B. Welle .5), von dem die Vibrationen ausgehen, und dem Maschinenteile z.B. Ventilator 12), kleinflächige, etwa punktuelle oder linienförmige Druck-Kontaktstellen vorgesehen sind,

2. Elektromaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das !Maschinenteil axial durch konzentrisch zur Welle (5) angeordnete Spannteile eingespannt ist und daß die Kontaktstellen Oberflächen großer Härte aufweisen.

3. Elektromaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung punktueller.Kontaktstellen und zur gleichzeitigen Abstützung oder Halterung des Maschinenteiles Kugeln (19', 24, 26) großer Härte vorgesehen sind, die zwischen einem Teil des zu haltenden Maschinenteiles (12) und der Welle (5) und/oder wenigstens einem mit der Welle (5) verbundenen Spannteil (7, 15) angeordnet sind.

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4. Elektromaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktstellen einseitig am Maschinenteil (12) angreifende, konzentrisch um die Welle (5) verteilte Kugeln (19) vorgesehen sind, die zwischen der einen Stirnseite des Maschinenteiles (12) und einer dieser gegenüberliegenden Stirnseite eines mit der Welle (5) verbundenen Spannteiles (7) angeordnet sind.

5. Elektromaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktstellen beidseitig des Maschinenteiles (12) angeordnete Reihen von konzentrisch um die Welle (5) verteilten Kugeln (19, 24) vorgesehen sind, daß eine Kugelreihe zwischen einer Strinseite des Maschinenteiles (12) und einer vorzugsweise ebenen Stirnseite eines Spannteiles (7) angeordnet ist und daß die zweite Kugelreihe (24) zwischen der gegenüberliegenden Stirnseite des Maschinenteiles (12) und einem weiteren, mit der Welle

(5) verbundenen Spannteil (15) angeordnet ist.

6. Elektromaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktstellen wenigstens eine Reihe von Kugeln vorgesehen sind, die konzentrisch um die Welle (5) verteilt sind und mit dieser punktuellen Kontakt haben und die andererseits an einer die Welle (5) mit Abstand umgreifenden Innenwand einer Höhlung in dem Maschinenteil (12) anliegen.

7. Elektromaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln(19, 24, 26) in Lagervertiefungen (22, 25, 27) in dem Maschinenteil (12) gehalten sind.

8. Elektromaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die punktuellen oder linienförmiqen Kontaktstellen durch

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Vorsprünge (31, 33) gebildet sind, die axial an einer Ringscheibe (30, 32) vorstehen und in Montagestellung an einem mit der Welle (5) verbundenen Spannteil (7, 15) anliegen.

9. Elektromaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe(n) (30) eine Reihe von vorzugsweise etwa halbkugelförmigen Ausformungen aufweist, die in Montagestellung an Spannteilen (7, 15) anliegen.

10. Elektromaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe(n) (32) mehrere Kanten, Kerben, Zähne od. dgl. Erhebungen (33) aufweist, die in Montagestellung an dem Spannteil (7, 15) anliegen.

11. Elektromaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen durch Ausformungen (29) an dem Maschinenteil (12) selbst gebildet sind, die zumindest an einer etwa radial orientierten Stirnseite vorstehen und gegen ein mit der Welle (5) verbundenes Spannteil (7, 15) anliegen.

12. Elektromaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung punktueller Kontaktstellen wenigstens drei Zapfen oder zylindrische Nadeln (47) großer Härte mit gerundeten Enden (48) vorgesehen sind, die parallel zur Welle (5) verlaufen und die in axial orientierten Höhlungen (49) bei einer zentralen Bohrung des Maschinenteiles (12) oder eines Ringes (18) der dieses Maschinenteil unterstützt, gelagert sind, daß die gerundeten Enden (48) dieser Zapfen (47) über die Außenstirnseiten des Maschinenteiles (12) axial vorstehen und an Spannteilen (7, 15) anliegen und daß die Zapfen (47) od. dgl. vorzugsweise mantel linien art ig an der Welle (5) anliegen.

13. Elektromaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen für eine linienförmige

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Abstützung durch zylindrische Zapfen (34, 40) großer Härte gebildet sind, wobei diese Zapfen am Umfang der Welle (5) verteilt zwischen dem Maschinenteil (12) bzw. einer daran anliegenden harten Abstützscheibe (39,42) und andererseits einem mit der Welle (5) verbundenen Spannteil (7) gelagert sind und daß zwei diametral gegenüberliegende Mantellinien (37, 38) jedes Zapfens(34, 40) linienförmige Kontaktstellen bilden.

14. Elektromaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (34) mit ihren Längsachsen (35) radial zur Welle (5) angeordnet sind und bereichsweise in Lagervertiefungen (36) im Maschinenteil (12) gelagert sind.

15. Elektromaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (40) bezüglich ihrer Längsachsen (41) etwa tangential zum Querschnitt der Welle (5) angeordnet sind.

16. Elektromaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen für eine linienförmige Abstützung mittels eines die Welle (5) zumindest bereichsweise umgreifenden, mehreckigen Ringes (43) gebildet sind, wobei sich die vorzugsweise geradlinigen Einzelabschnitte dieses Ringes zwischen dem Maschinenteil (12) bzw. einer daran anliegenden Abstützscheibe (44) und andererseits einem Spannteil (7) befinden, und daß der linienförmige Kontakt an Mantellinien der verschiedenen Einzelabschnitte des mehreckigen Ringes C43^ gebildet ist.

17. Elektromaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der mehreckige Ring (43) an einer Abstützscheibe (44) anliegt, die einen äußeren, axial vorstehenden Kragen (45) hat, dessen axiale Länge H etwa zwischen dem Radius R und dem Durchmesser D des Querschnittes des Ringes (43) liegt.

18. Elektromaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinenteil (12) der Ventilator zur Kühlung insbesondere eines Wechselstromgenerators eines Kraftfahrzeuges ist, wobei der Ventilator (12). auf der Welle (5) zwischen einem Wellenlager (7) und einer Keilriemenscheibe (11) bzw. einem sich daran abstützenden, axialen Spannteil (15) eingespannt ist und daß eine punktuelle oder linienförmige Abstützung zumindest zwischen der Nabe (18) des Ventilators (12) und der Stirnseite des Wellenlagers (7) und/oder zwischen der Keilriemenscheibe (11) bzw. dem Spannteil (15) und/oder der Welle (5) selbst vorgesehen ist.

- Beschreibung -