DE4029360C2 - Lagereinheit für eine wälzgelagerte Welle einer elektrischen Maschine - Google Patents

Lagereinheit für eine wälzgelagerte Welle einer elektrischen Maschine

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Description

Die Erfindung betrifft eine Lagereinheit für eine wälz­ gelagerte Welle einer elektrischen Maschine, zum Beispiel eines Motors oder Generators (US-PS 2 015 784).
Maschinenwellen haben immer gewisse Restunwuchten. Diese verursachen Schwingungen, die in den kritischen Drehzahlen am stärksten sind. Außerdem treten manchmal selbsterregte Schwingungen und parametererregte oder nicht lineare Effekte auf.
Dies hat zur Folge, daß wälzgelagerte elektrische Ma­ schinen üblicherweise so ausgelegt werden, daß der Betrieb unterhalb der kritischen Drehzahl und insbesondere unter­ halb der ersten biegekritischen Drehzahl erfolgt. Kriti­ sche Drehzahlen treten dann auf, wenn die Erregerfrequenz gleich einem Vielfachen der Eigenfrequenz ist.
Aus der US-A 20 15 784 ist es bekannt, das Lagerschild einer Lagereinheit für eine wälzgelagerte Welle in radialer Richtung zu unterteilen und zwischen einem inneren und einem äußeren Abschnitt der Lagerung für das Wälzlager ein festes Distanzstück in Form eines Puffers oder Kissens an­ zuordnen, wobei die Spaltbreite durch den Puffer oder das Kissen definiert ist.
Ferner ist aus der DE 19 58 164 U1 ebenfalls bekannt, eine Paßfeder in einen Spalt zwischen die verschiedenen Ab­ schnitte einer Wälzlagerung einzusetzen.
Ferner ist aus der DE-A-31 25 721 ein Wälzlager für Umluft­ gebläse bekannt, bei welchem der Außenring in einer elas­ tischen Füllmasse eingebettet ist.
Um die erste biegekritische Drehzahl möglichst hoch zu setzen, ist es außerdem aus dem Stand der Technik bekannt, die Gesamtsteifigkeit des Systems zu erhöhen, was in kon­ struktiver Hinsicht zu dicken Wellen und kurzen Lagerab­ ständen führt. Je nach Anwendungsbereich sind hier aber Grenzen gesetzt.
Auch dann besteht aber das Problem, daß die Maschinen in der Nähe der biegekritischen Drehzahl nicht immer sicher betrieben werden können, weil das System zum Beispiel auf Unwuchten, Lagerluft oder auf leicht veränderte Maschinen­ aufstellungen hochsensibel reagiert.
Der Erfindung liegt insoweit die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie elektrische Maschinen mit einer wälzgelagerten Welle auch im kritischen Drehzahl­ bereich sicher betrieben werden können.
Diese löst die Erfindung durch Schaffung einer Lagerein­ heit mit integriertem Dämpfer, der dem System Energie entzieht und dabei zum Beispiel Unwuchten der Welle aus­ gleicht, ohne zu Schwingungen des Gesamtsystems zu führen.
Eine erste erfindungsgemäße Lösung sieht eine Lagereinheit für eine wälzgelagerte Welle einer elektrischen Maschine vor, bei der das Wälzlager in einem inneren Abschnitt eines in radialer Richtung unterteilten, ringförmigen Lagerschilds sitzt, dessen äußerer Abschnitt am Maschinen­ gehäuse befestigt ist und zumindest teilweise mit Abstand zum inneren Abschnitt verläuft, unter Ausbildung minde­ stens eines ringförmigen, mit einem Fluid zumindest teil­ weise gefüllten Spalts zwischen beiden Abschnitten, der im übrigen randseitig abgedichtet ist.
Der oder die Spalte sind vorzugsweise zumindest teilweise mit einem Fluid oder Elastomer gefüllt.
Das üblicherweise einteilige und "geschlossene" Lager­ schild zur Aufnahme des Wälzlagers wird also in zwei Ab­ schnitte unterteilt, die zumindest teilweise im Abstand zueinander stehen und zwischen sich den genannten Spalt ausbilden, der als Dämpfer wirkt. Dabei können die beiden Abschnitte auch vollständig voneinander getrennt gestaltet werden und zwischen sich einen Ringspalt ausbilden, was nachstehend näher beschrieben wird.
Durch die zusätzliche äußere Lagerdämpfung wird ein Ma­ schinenbetrieb bis hin zur dritten biegekritischen Drehzahl ermöglicht. Gleichzeitig werden die Steifigkeits­ anforderungen an die Welle reduziert und die Steifigkeit des Wälzlagers tritt in den Hintergrund.
Praktisch wirkt sich der integrierte Dämpfer wie folgt aus: bei stehender Maschine liegt die Einheit aus Wälz­ lager und innerem Abschnitt des Lagerschilds auf dem unteren Abschnitt des äußeren Lagerschilds - aufgrund der Gravitation - auf. Die Exzentrizität der Welle zum Gehäuse ist maximal, ebenso wie die Exzentrizität des Spaltes selbst. Während die Spaltbreite am unteren Ende der Lager­ einheit praktisch Null ist, ist sie am oberen Ende maxi­ mal. Sobald die Welle in Rotation versetzt wird, baut sich ein hydrodynamischer Druck innerhalb des Spaltes auf, der den inneren Abschnitt des Lagerschilds vom äußeren Ab­ schnitt am unteren Ende abhebt und die Welle beziehungs­ weise dessen Lager und den inneren Abschnitt des Lager­ schildes innerhalb des äußeren Abschnittes zentriert. Vorzugsweise wird Öl als Fluid verwendet.
Die Größe des hydrodynamischen Drucks ist unter anderem von der Ölviskosität, der Spaltgeometrie und der dynami­ schen Unwucht der Welle abhängig. Die im Vergleich zur Welle und zum Wälzlager kleinen Steifigkeiten des Ölfilms sorgen dafür, daß die ersten beiden biegekritischen Dreh­ zahlen schon innerhalb des Betriebsdrehzahlbereiches durchfahren werden müssen.
Die in den Resonanzpunkten entstehenden Amplitudenüber­ höhungen werden durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Lagereinheit wirksam gedämpft. Ein Durchfahren der Reso­ nanzdrehzahlen und ein Betrieb der elektrischen Maschine ist somit gefahrlos möglich.
Für die konkrete konstruktive Gestaltung von innerem und äußerem Abschnitt des Lagerschilds bieten sich verschie­ dene Ausführungsformen an.
In der einfachsten Version sind beide Abschnitte konzen­ trisch zueinander angeordnet. In diesem Fall werden der innere und der äußere Abschnitt des Lagerschilds, zumin­ dest im Bereich des Spalts, auf ihrer Vor- und Rückseite - in Richtung der Wellenachse betrachtet - von jeweils einer Platte überdeckt, wobei zusätzlich zwischen den Platten und den korrespondierenden Abschnitten des Lagerschilds Dichtungen angeordnet sind, und jede Platte entweder am inneren oder am äußeren Abschnitt des Lagerschilds befe­ stigt ist. Auf diese Weise wird eine Beweglichkeit zwi­ schen innerem und äußerem Lagerschild-Abschnitt in radia­ ler Richtung gewährleistet.
Ebenso ist es aber möglich, die Außenfläche des inneren Abschnitts und/oder die Innenfläche des äußeren Abschnitts des Lagerschildes - axial zur Wellenachse betrachtet - mit zueinander korrespondierenden Vor- und Rücksprüngen aus zu­ bilden, deren Stirnflächen (in radialer Richtung betrach­ tet) dann zueinander beabstandet sind, um den genannten Spalt auszubilden. Dabei können die Vor- und Rücksprünge nach Art eines Nut-Feder-Systems gestaltet werden. Dabei wird dann gleichzeitig eine - in Richtung der Wellenachse betrachtet - beidseitige Überdeckung des ölgefüllten Spalts sichergestellt.
Ebenso wird erfindungsgemäß aber auch eine Lagereinheit vorgeschlagen, bei der der innere Abschnitt des Lager­ schilds, der dem Maschinengehäuse benachbart ist, mit ei­ nem radial zur Wellenachse verlaufenden Vorsprung ausge­ bildet wird und der äußere Abschnitt des Lagerschilds mit einem korrespondierenden Rücksprung versehen ist, wobei der Spalt zwischen dem Vorsprung des inneren Abschnitts und dem Rücksprung des äußeren Abschnitts verläuft, der im übrigen an seinem offenen Ende von einer Platte abgedeckt wird, die selbst am inneren oder am äußeren Abschnitt befestigt und radial zur Wellenachse verschiebbar angeord­ net ist. Dies wird im einfachsten Fall dadurch erreicht, daß die Platte - radial zur Wellenachse betrachtet - im Abstand zu benachbarten Bauteilen steht.
Selbstverständlich läßt sich vorgenannte Ausführungsform auch umgekehrt realisieren, bei der der äußere Abschnitt des Lagerschildes, benachbart zum Maschinengehäuse, mit einem radial zur Wellenachse verlaufende Vorsprung und der innere Abschnitt des Lagerschilds mit einem korrespondie­ renden Rücksprung ausgebildet ist.
Auch bei diesen Ausführungsformen sind vorzugsweise Dich­ tungen zwischen den benachbarten Bauteilen vorzusehen, um den ölgefüllten Spalt allseitig abzudichten und einen Öl­ verlust zu vermeiden.
Erfindungsgemäß ist es nicht notwendig, eine Druckölver­ sorgung vorzusehen, wenngleich diese nicht ausgeschlossen wird.
Der zwischen innerem und äußerem Abschnitt des Lager­ schilds ausgebildete Spalt kann relativ schmal sein. So wird der Abstand zwischen innerem und äußerem Abschnitt des Lagerschilds (und damit die Spaltbreite) im Betriebs­ fall nur einige zehntel Millimeter betragen.
Eine zweite erfindungsgemäße Lösung sieht eine Lagerein­ heit für eine wälzgelagerte Welle einer elektrischen Ma­ schine vor, bei der das Wälzlager in einem inneren Ab­ schnitt eines in radialer Richtung unterteilten, ringför­ migen Lagerschilds sitzt, dessen äußerer Abschnitt am Maschinengehäuse befestigt ist und zumindest teilweise mit Abstand zum inneren Abschnitt verläuft, bei der der innere und/oder äußere Abschnitt des Lagerschilds durch in Rich­ tung der Wellenachse verlaufende, endliche Durchbrechungen teilweise voneinander getrennt sind.
Danach ist vorgesehen, zwischen innerem und äußerem Ab­ schnitt des Lagerschilds endliche Durchbrechungen vorzu­ sehen, und gegebenenfalls in den Abschnitten selbst wei­ tere Durchbrechungen anzuordnen.
Diese Durchbrechungen führen zu einer gewissen Eigenelasti­ zität/Verformbarkeit des Lagerschilds und können in vor­ teilhaften Ausführungsformen wie folgt ausgebildet werden:
  • - Die Durchbrechungen können teilweise konzentrisch zur Welle verlaufen. Eine konzentrisch zur Welle angeord­ nete Durchbrechung wäre nicht möglich, weil der ent­ sprechende Abschnitt des Lagerschilds dann in zwei voneinander losgelöste Bereiche unterteilt würde.
    In diesem Sinne sind Durchbrechungen bevorzugt, die sich zum Beispiel über einen Viertelkreis konzentrisch zur Welle erstrecken und im übrigen tangential verlau­ fen.
  • - Zur Ausbildung von federnden Elementen (Biegebalken) innerhalb des Abschnittes können jeweils zwei Durch­ brechungen in geringem Abstand parallel zueinander an­ geordnet werden. Die "Biegebalken" werden dann zwischen zwei benachbarten Durchbrechungen ausgebildet und er­ möglichen eine reversible Verformbarkeit des Lager­ schilds in radialer und/oder tangentialer Richtung.
  • - Dabei können die Durchbrechungen eine Evolventenform aufweisen.
  • - Vorzugsweise sind die Durchbrechungen oder Paare von Durchbrechungen rotationssymmetrisch zueinander ange­ ordnet, um auf diese Weise eine isotrope Verformbarkeit des Lagerschildes zu ermöglichen.
  • - Auch die Durchbrechungen können mit einem Fluid, vor­ zugsweise einem Öl, gefüllt sein, wobei das Öl die ent­ sprechende Durchbrechung jedoch nur teilweise ausfüllen sollte, da es aufgrund seiner Inkompressibilität bei einer Verformung der endlichen Durchbrechung nicht aus­ weichen kann, es sei denn, daß zum Beispiel durch eine umlaufende Ringnut in den beschriebenen Abdeckplatten sichergestellt ist, daß das Öl dorthin ausweichen kann.
  • - Für den Fall, daß die Durchbrechungen mit Öl gefüllt werden, sind entsprechende Abdichtungsmaßnahmen beid­ seitig des entsprechenden Abschnittes des Lagerschilds vorzusehen, was beispielsweise wiederum durch Aufsetzen von Platten erfolgen kann. Dabei sind die Platten je­ weils nur auf einer Seite der korrespondierenden Durch­ brechung(en) zu befestigen, um eine gewisse Parallel­ verschiebung des Abschnittes des Lagerschilds und der Platte zu gewährleisten. Um die Dichtigkeit des Systems sicherzustellen, werden auch in diesem Fall um den Bereich der Durchbrechungen herum Dichtungen angeordnet.
Die erfindungsgemäße Lagereinheit ist relativ einfach aufgebaut, ermöglicht aber einen Betrieb der elektri­ schen Maschine weit über den ersten kritischen Drehzahl­ bereich hinaus. Die so ausgebildete elektrische Ma­ schine ist damit bekannten elektrischen Maschinen überlegen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merk­ malen der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf eine elektrische Maschine mit einer erfindungsgemäßen Lagereinheit, teilweise geschnitten,
Fig. 2 eine Lagereinheit der elektrischen Maschine nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, im Schnitt,
Fig. 3 eine Teilansicht einer alternativen Ausführungs­ form der Lagereinheit nach Fig. 2,
Fig. 4 ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Lagereinheit im Längsschnitt,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 nach Fig. 4.
Zur Darstellung gleicher oder gleichwirkender Bauteile werden in den Figuren gleiche Bezugsziffern verwendet.
Fig. 1 zeigt eine mit der Bezugsziffer 10 dargestellte elektrische Maschine, zum Beispiel einen Motor, mit einer Welle 12, die außenseitig auf jeweils einer baugleichen Lagereinheit 14 geführt wird. Die Lagereinheit 14 ist - wie sich insbesondere Fig. 2 entnehmen läßt - wie folgt aufgebaut:
Die Welle 12 liegt in einem Wälzlager 16, dessen Innen­ ring 16a die Welle 12 führt und dessen Außenring 16b an einem inneren Abschnitt 18 eines insgesamt mit dem Bezugs­ zeichen 20 dargestellten Lagerschilds befestigt ist.
Der innere Abschnitt 18 weist an seinem zum freien Ende 12a der Welle 12 gerichteten Ende einen zur Wellenachse 12b radial nach außen gerichteten Vorsprung 18a auf. Der äußere Abschnitt 22 des Lagerschilds 20 ist in diesem Bereich mit einem korrespondierenden Rücksprung 22a ausge­ bildet, wobei innerer Abschnitt 18 und äußerer Abschnitt 22 so zueinander angeordnet sind, daß im Bereich des Vor-/ Rücksprungs 18a, 22a ein Spalt 24 zwischen beiden ausge­ bildet wird, und der äußere Abschnitt 22 im übrigen den Vorsprung 18a des inneren Abschnitts 18 übergreift.
Wie sich den Figuren entnehmen läßt, endet der äußere Abschnitt 22 dabei im Abstand zum Basisteil 18b des inneren Abschnitts 18.
Auf der gegenüberliegenden Seite (also zum freien Wellenende 12a hin) wird der Spalt 24 von einer ringförmigen Platte 26 abgedeckt, die mit dem äußeren Abschnitt 22 und dem Maschinengehäuse 10a verbunden ist.
Radial zur Wellenachse 12b sind oberhalb und unterhalb des Spalts 24 O-Ringe 28 als Dichtungen zwischen Platte 26 und innerem Abschnitt 18 beziehungsweise Platte 26 und äußerem Abschnitt 22 angeordnet.
Ebenso ist eine O-Dichtung 30 zwischen den zur Wellenachse 12b radialen Flächenabschnitten der Abschnitte 18, 22 eingelegt.
Die Dichtungen 28, 30 dienen dazu, ein Auslaufen von Öl zu verhindern, das den Spalt 24 ausfüllt.
Das Wälzlager 16 wird im übrigen beidseitig - in Richtung der Wellenachse 12b betrachtet - von Abdeckungen 32a, b geschützt, die mit Hilfe einer Schraubverbindung 34 am inneren Abschnitt 18 befestigt sind.
Wie sich der Figur entnehmen läßt, wird dabei zwischen der äußeren Abdeckung 32a und der Platte 26 ebenfalls ein Spalt ausgebildet.
Bevor die Funktion der erfindungsgemäßen Lagereinheit näher erläutert wird, soll das alternative Ausführungs­ beispiel nach Fig. 3 kurz dargestellt werden: Der Aufbau der Lagereinheit 14 ist sehr ähnlich der nach den Fig. 1, 2 mit folgender Ausnahme: innerer und äußerer Abschnitt 18, 22 sind nicht mit Vor- und Rücksprüngen ausgebildet, sondern verlaufen konzentrisch und im Abstand zueinander, so daß zwischen beiden wieder der Spalt 24 vorhanden ist.
Um den Spalt 24 in axialer Richtung der Welle 12 betrachtet abzudichten, sind nun beidseitig des äußeren Abschnitts 22 Platten 26 am äußeren Abschnitt 22 befestigt, die in Richtung auf die Welle 12 im Abstand vor den Abdeckungen 32a, 32b enden.
Die Funktionsweise der Lagereinheiten innerhalb der elek­ trischen Maschine ist wie folgt: bei stehender Maschine liegt der innere Abschnitt 18 an seinem unteren Ende auf dem äußeren Abschnitt 22 auf, das heißt, der in Fig. 2 erkennbare untere Spalt ist dann nicht mehr vorhanden und der obere Spalt weist eine maximale Breite auf. Sobald die Maschine rotiert, baut sich im Spalt 24 ein hydro­ dynamischer Öldruck auf, der die Welle 12 mit angeschlos­ senen Bauteilen zentriert, so daß nach kurzer Zeit der in den Figuren dargestellte Betriebszustand erreicht ist, bei dem der Spalt 24 eine etwa gleiche Breite aufweist. Aufgrund der Erdanziehungskräfte wird ein Spalt von exakt gleicher Breite nicht erreicht. Die verbleibende Exzen­ trizität ist jedoch vernachlässigbar.
Aufgrund der hydrodynamischen Lagerung können die Lagerein­ heiten erfindungsgemäß aber nun etwaige Unwuchten der Welle oder des Systems aufnehmen, und zwar auch in einem Drehzahlbereich, der über der ersten biegekritischen Dreh­ zahl liegt. Der ölgefüllte Spalt 24 dämpft das System wirksam, indem im Spalt eine Verdrängungsströmung ausgebil­ det wird.
Die Ausführungsform nach den Fig. 4, 5 unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen vor allem dadurch, daß der Lagerschild nicht mehr aus zwei vollständig vonein­ ander getrennten Abschnitten besteht, vielmehr sind innerer und äußerer Abschnitt durch endliche Durchbrechungen vonein­ ander "getrennt". Es verbleiben jedoch kleine Verbindungs­ bereiche.
Wie Fig. 5 zeigt , verlaufen zwischen äußerem und innerem Abschnitt insgesamt sechs Durchbrechungen 36a-f, die sich in Richtung der Wellenachse 12b durch den Lagerschild erstrecken.
Jeweils zwei Durchbrechungen 36a, b; 36c, d und 36e, f verlaufen paarweise in geringem Abstand zueinander, so daß zwischen Ihnen "Biegebalken" ausgebildet werden.
Die Durchbrechungen 36a-f sind rotationssymmetrisch zur Wellenachse 12b angeordnet und weisen jeweils einen, etwa viertelkreisförmig verlaufenden Abschnitt A, einen sich daran etwa tangential zum Wälzlager 16 anschließenden Abschnitt B und einen sich am anderen Ende nach einer Krümmung C anschließenden Abschnitt D auf, der zwischen einer tangentialen und radialen Position zum Wälzlager 16 verläuft.
Die Durchbrechungen 36a-f beziehungsweise die zwischen ihnen gebildeten Stege (Biegebalken) geben dem Lagerschild eine gewisse Eigenelastizität/Verformbarkeit, insbesondere wenn radiale Kräfte auf den äußeren Abschnitt 22 einwirken.
Die Durchbrechungen 36a-f sind mit Öl gefüllt, wodurch die Dämpfungswirkung der Lagereinheit zusätzlich verbessert wird. Im Fall einer Verformung des Lagerschilds und damit im Fall einer Verformung der Spalte/Durchbrechungen 36a-f kann das Öl in Ringnuten 40 ausweichen, die im Bereich zweier Platten 26 angeordnet sind, die den Lagerschild beidseitig abdecken. Die Platten 26 sind jeweils am äußeren Abschnitt 22 des Lagerschilds über Schrauben 42 festgelegt, die Nuten 40 verlaufen auf den jeweiligen Innenflächen.

Claims (14)

1. Lagereinheit für eine wälzgelagerte Welle (12) einer elektrischen Maschine (10), bei der das Wälzlager (16) in einem inneren Abschnitt (18) eines in ra­ dialer Richtung unterteilten, ringförmigen Lager­ schilds (20) sitzt, dessen äußerer Abschnitt (22) am Maschinengehäuse (10a) befestigt ist und zumindest teilweise mit Abstand zum inneren Abschnitt (18) ver­ läuft, unter Ausbildung mindestens eines ringför­ migen, mit einem Fluid zumindest teilweise gefüllten Spalts (24) zwischen beiden Abschnitten (18, 22), der im übrigen randseitig abgedichtet (Dichtungen (28, 30)) ist.
2. Lagereinheit nach Anspruch 1, bei der der innere und äußere Abschnitt (18, 22) des Lagerschilds (20) zu­ mindest im Bereich des Spalts (24) auf ihrer Vor- und Rückseite - in Richtung der Wellenachse (12b) be­ trachtet - von jeweils einer Platte (26) überdeckt werden.
3. Lagereinheit nach Anspruch 2, bei der zwischen den Platten (26) und den korrespondierenden Abschnitten des Lagerschilds (20) Dichtungen (28, 30) angeordnet sind und jede Platte (26) entweder am inneren oder am äußeren Abschnitt (18, 22) des Lagerschilds (20) befestigt ist.
4. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der - in radialer Richtung zur Wellenachse (12b) betrachtet - die Außenfläche des inneren Abschnitts (18) und/oder die Innenfläche des äußeren Abschnitts (22) des Lagerschilds (20) mit zueinander korrespon­ dierenden Vor- und Rücksprüngen (18a, 22a) ausge­ bildet sind, deren Stirnflächen zueinander beab­ standet sind.
5. Lagereinheit nach Anspruch 4, bei der der innere Abschnitt des Lagerschilds, benachbart zum Maschinen­ gehäuse, mit einem radial zur Wellenachse verlaufen­ den Vorsprung und der äußere Abschnitt des Lager­ schilds mit einem korrespondierenden Rücksprung aus­ gebildet sind, wobei der Spalt zwischen dem Vorsprung des inneren Abschnitts und dem Rücksprung des äußeren Abschnitts gebildet wird, der im übrigen an seinem offenen Ende von einer Platte abgedeckt wird, die selbst am inneren oder am äußeren Abschnitt befestigt und radial zur Wellenachse verschiebbar angeordnet ist.
6. Lagereinheit nach Anspruch 4, bei der der äußere Ab­ schnitt (22) des Lagerschilds (20), benachbart zum Wellenende (12a) hin, mit einem radial zur Wellen­ achse (12b) verlaufenden Rücksprung (22a) und der innere Abschnitt (18) des Lagerschilds (20) mit einem korrespondierenden Vorsprung (18a) ausgebildet sind, wobei der Spalt (24) zwischen den Stirnflächen von Vorsprung (18a) und Rücksprung (22a) gebildet wird, der im übrigen an seinem, zum freien Ende (12a) der Welle (12) hin offenen Ende von einer Platte (26) abgedeckt ist, die selbst am inneren oder äußeren Abschnitt (18, 22) befestigt und radial zur Wellen­ achse (12b) verschiebbar angeordnet ist.
7. Lagereinheit nach Anspruch 5 oder 6, bei der die den Spalt (24) in dessen axialer Richtung abdeckenden Bau­ teile (innerer Abschnitt (18), äußerer Abschnitt (22), Platte (26)) mittels Dichtungen (28, 30) gegeneinander abgedichtet sind.
8. Lagereinheit für eine wälzgelagerte Welle (12) einer elektrischen Maschine (10), bei der das Wälzlager (16) in einem inneren Abschnitt (18) eines in ra­ dialer Richtung unterteilten, ringförmigen Lager­ schilds (20) sitzt, dessen äußerer Abschnitt (22) am Maschinengehäuse (10a) befestigt ist und zumindest teilweise mit Abstand zum inneren Abschnitt (18) ver­ läuft, bei der der innere und/oder äußere Abschnitt (18, 22) des Lagerschilds (20) durch in Richtung der Wellenachse (12b) verlaufende, endliche Durchbre­ chungen (36a-f) teilweise voneinander getrennt sind.
9. Lagereinheit nach Anspruch 8, bei der die Durch­ brechungen (36a-f) teilweise konzentrisch zur Welle (12) verlaufen.
10. Lagereinheit nach Anspruch 8 oder 9, bei der jeweils zwei Durchbrechungen (36a-b; 36c-d; 36e-f) in gerin­ gem Abstand parallel zueinander verlaufen.
11. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der zumindest Abschnitte der Durchbrechungen (36a-f) angenähert eine Evolventenform aufweisen.
12. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der die Durchbrechungen (36a-f) oder Paare von Durch­ brechungen rotationssymmetrisch zueinander angeordnet sind.
13. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei der die Durchbrechungen (36a-f) zumindest teilweise mit einem Fluid gefüllt und der entsprechende Ab­ schnitt des Lagerschilds (20) zumindest im Bereich der Durchbrechungen (36a-f) beidseitig abgedichtet ist.
14. Lagereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der die Platten (26) auf der dem Lagerschild (20) zu­ gewandten Fläche Öffnungen (42) zur Aufnahme über­ schüssigen Fluids oder Elastomers aufweisen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE29508398U1 (de) * 1995-05-19 1996-07-11 Siemens AG, 80333 München Geräuscharmer Elektromotor, insbesondere Kommutatormotor
DE102014202279A1 (de) * 2014-02-07 2015-08-13 Bühler Motor GmbH Elektromotorischer Antrieb

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2015784A (en) * 1933-05-04 1935-10-01 Gen Motors Corp Bearing mounting
US2271336A (en) * 1940-11-27 1942-01-27 Atlantic Refining Co Bearing mounting
DE860651C (de) * 1950-02-15 1952-12-22 Siemens Ag Axiales Fuehrungslager fuer in Gleitlagern laufende elektrische Maschinen
DE1007418B (de) * 1953-03-12 1957-05-02 Siemens Ag Elektrischer Antriebsmotor, insbesondere fuer Staubsaugergeblaese, bei dem das Motorgehaeuse in der Laengsrichtung unterteilt ist
FR2025843A1 (en) * 1968-12-11 1970-09-11 Becton Dickinson Co Syringe piston wead having thermoplastic - sheath
DE3125721A1 (de) * 1981-06-30 1983-01-13 Bosch-Siemens Hausgeräte GmbH, 7000 Stuttgart Antriebseinrichtung, vorzugsweise elektromotor fuer umluftgeblaese von backoefen

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DE4029360A1 (de) 1992-03-19

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