DE4132609A1 - Elektrische maschine zur wandlung von elektrischer und mechanischer energie - Google Patents
Elektrische maschine zur wandlung von elektrischer und mechanischer energieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine zur Wand
lung von elektrischer und mechanischer Energie, insbesondere
radialkraftbeaufschlagter Elektromotor zum Antrieb von Pum
pen und Kompressoren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Elektrische Maschinen zur Wandlung von elektrischer und
mechanischer Energie, beispielsweise Elektromotoren finden
im allgemeinen Maschinenbau ein vielfältiges Anwendungsspek
trum. Im besonderen kommt dem Betrieb derartiger Antriebs
aggregate im Fahrzeugbereich eine besondere Stellung zu, wo
bei zum Einsatz in Kraftfahrzeugen auf der Basis technischer
und wirtschaftlicher Überlegung extreme Anforderungen bezüg
lich Leistungsdichte, Zuverlässigkeit, Preiswürdigkeit, Ser
vicefreundlichkeit und Geräuscharmut an die jeweilige elek
trische Maschine gestellt werden.
Beispielhaft soll auf die DE-OS 39 28 375.5 verwiesen wer
den, die eine von einer Exzenterwelle angetriebene Kolben
pumpe zeigt. Bei Verwendung einer als Gleichstrommotor aus
geführten elektrischen Maschine zum Antrieb einer derartigen
Pumpe, beispielsweise nach der deutschen Patentanmeldung P
41 18 950.7, kommt es infolge der auf die Exzenterwelle ein
wirkenden oszillierenden Kolbenkraft der Pumpe zur Durchbie
gung der Exzenterwelle, wobei durch fertigungs- und be
triebsbedingtes Lager- und Gehäusespiel des Elektromotors
der massebehaftete und damit schwingungsfähige Läufer
zwangsläufig als Schwingungsgebilde erheblich zur Geräusch
entwicklung und zur Übertragung des Geräusches über die bei
den Lager auf das als Resonanzkörper wirksame topfförmige
Gehäuse beiträgt. Ferner muß das Gehäuse eine hohe Steifig
keit besitzen, um die über das Wellenende in dem Gehäusetopf
eingeleiteten Lagerstützkräfte aufnehmen zu können. Zudem
ist die Lageranordnung an beiden Wellenenden in Hinsicht auf
die erforderliche Baulänge des Aggregates als verbesserungs
würdig anzusehen. Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch
die separate Befestigung der elektrischen Anschlußkomponen
ten am Motorgehäuse, was abgesehen von den Herstellkosten
die Dichtwirkung an den Befestigungsstellen der elektrischen
Anschlüsse beeinträchtigen kann.
Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Ma
schine der im Oberbegriff genannten Gattung dahingehend zu
verbessern, daß unter Verwendung einfacher Mittel ein unein
geschränkt betriebssicheres, klein- und kurzbauendes sowie
geräuscharmes Aggregat verwirklicht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentan
spruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst, wonach der Läufer
im Ständer mittels einer Einpunktlagerung derart geführt
ist, daß das der Antriebs- oder Abtriebsseite entgegenge
setzte Ende der Welle frei von Lagerkräften rotieren kann,
wobei die als Einpunktlagerung wirksame einzige Lagerstelle
an der An- oder Abtriebsseite der Welle gelegen ist. Die Er
findung basiert somit auf dem Gedanken, die Welle mit einer
sogenannten fliegenden Lagerung im Ständer zu führen. Damit
reduzieren sich die unerwünschten bauartbedingten Betriebs
geräusche der elektrischen Maschine, die aus der Schwin
gungserregung der Welle und dessen Fortpflanzung auf den Ge
häusetopf infolge der bereits erwähnten, am Wellenende wirk
samen ungleichförmigen Kräfte resultieren.
Durch die in den Unteransprüchen aufgezeigten Maßnahmen sind
zweckmässige Ausbildungen der Erfindung angegeben, die im
Zusammenhang mit den weiteren Merkmalen und Vorteilen der
Erfindung nachfolgend anhand einer Zeichnung näher darge
stellt und erläutert werden.
Die Fig. 1 zeigt zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens
eine Prinzipskizze eines im Längsschnitt dargestellten Elek
tromotors, dessen den Stator 3 bildendes Gehäuse, beispiel
haft gezeigt, an einer Radialkolbenpumpe 7 angeflanscht ist.
Die Kolbenkräfte Fy der in der Abbildung angedeuteten Ra
dialkolbenpumpe 7 rufen am wellenseitigen Exzenter 6 oszil
lierende Querkräfte hervor, die in Abhängigkeit vom Kraft
angriffspunkt, Lagerabstand, Lagerspiel und Wellenquer
schnitte Biegeschwingungen in den Elektromotor einleiten.
Durch die Eliminierung des ansonsten bei einer konventionel
len Wellenlagerung gebräuchlichen, das Wellenende im ge
schlossenen Gehäusetopf aufnehmenden zweiten Lagers wird die
Fortpflanzung der durch Querkräfte angeregten Schwingungen
der Welle 1 am Übergang auf den als resonanzfähigen Körper
wirksamen Stator 3 verhindert, so daß die üblicherweise ent
stehenden Schwingungserregungen in der wellenseitig ange
brachten Ankerwicklung 11 abklingen kann. Hierbei erweist es
sich als für die Konstruktion der Einpunktlagerung 4 vor
teilhaft, das Gehäuse des Ständers 3 im Flanschbereich der
Radialkolbenpumpe 7 zu verstärken, um zur Aufnahme der
oszillierenden Querkräfte beispielsweise ein Zwillingskugel
lager, ein Schrägkugellager oder ein Spindellager einsetzen
zu können. Das topfförmig gestaltete Gehäuse des Ständers 3
bildet eine in sich geschlossene, aus Kunststoff gespritzte
leichte Einheit, in der gleichzeitig die elektrischen An
schlußkomponenten 5, beispielsweise der Stecker und Bürsten
halter, als homogene Einheit mit eingespritzt sind. Der Ge
häusetopf wird auf bereits bekannte Weise auf den massiven,
die Wälzlagerung aufweisenden Gehäuseflansch 6 aufgeclipst
oder aufgepreßt und verstemmt. Durch die Abstützung der Wel
le 1 an nur einem Wellenende im Gehäuseflansch 6 nimmt der
Läufer 2 eine sogenannte fliegende Lagerung ein, die es er
möglicht alle von außen auf die Welle 1 einwirkenden Kräfte
- - im geschilderten Fall sind dies die von der Radialkolben pumpe 7 auf den Exzenter 8 übertragenen Kolbenkräfte Fy - sowie die Massenkräfte des Läufers 2 direkt aufzunehmen. Ferner verkürzt sich die Baulänge des Elektromotors bei gleichzeitig von Lagerkräften befreiten Gehäusetopf. Die am Läufer 2 wirksamen Kräfte konzentrieren sich lediglich auf den Gehäuseflansch 6, so daß der Gehäusetopf nur die Aufnah me und die Abdichtung der elektrischen Anschlußkomponenten 5 zu gewährleisten hat.
Abweichend von der gemäß Fig. 1 gezeigten Ausführungsform
zur Lagerung der Welle 1 in einem separaten Gehäuseflansch 6
kann die Anordnung der Einpunktlagerung 4 auch unmittelbar
im Gehäuse der Radialkolbenpumpe 7 erfolgen. Damit ist
zweckmäßigerweise auch das topfförmige Gehäuse des Ständers
3 direkt am Gehäuse der Radialkolbenpumpe 7 zu befestigen.
Bezugszeichenliste
1 Welle
2 Läufer
3 Ständer
4 Einpunktlagerung
5 elektrische Anschlußkomponenten
6 Gehäuseflansch
7 Radialkolbenpumpe
8 Exzenter
11 Ankerwicklung
Fy Kolbenkraft
2 Läufer
3 Ständer
4 Einpunktlagerung
5 elektrische Anschlußkomponenten
6 Gehäuseflansch
7 Radialkolbenpumpe
8 Exzenter
11 Ankerwicklung
Fy Kolbenkraft
Claims (5)
1. Elektrische Maschine zur Wandlung von elektrischer und
mechanischer Energie, insbesondere radialkraftbeauf
schlagter Elektromotor zum Antrieb von Pumpen und/oder
Kompressoren, im wesentlichen aus einem feststehenden
Teil (Ständer) und einem rotierenden Teil (Läufer) be
steht, wobei der Ständer und der Läufer Dauermagnete oder
elektrische Wicklungen aufweisen, die elektrische Felder
erzeugen, mit einer Welle zur Lagerung des Läufers im
Ständer und mit elektrischen Anschlußkomponenten des Läu
fers am wenigstens einen elektrischen Verbraucher oder
Energiespender, dadurch gekennzeichnet, daß
der Läufer (2) im Ständer (3) mittels einer Einpunktlage
rung (4) derart geführt ist, daß das der Antriebs- oder
Abtriebsseite entgegengesetzte Ende der Welle (1) frei
von Lagerkräften zu rotieren vermag und daß die als Ein
punktlagerung (4) wirksame einzige Lagerstelle an der
An- oder Abtriebsseite der Welle (1) gelegen ist.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einpunktlagerung (4)
aus einer Wälzlagerung besteht, die im Gehäuseflansch (6)
bildenden Bereich des Ständers (3) oder der
Radialkolbenpumpe (7) am Stumpf der Welle (1) angeordnet
ist.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einpunktlagerung (4)
als Zwillingslager ausgeführt ist, dessen Lagerbreite
größer ist als der Nenndurchmesser der Welle (1).
4. Elektrische Maschine nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß das der Einpunktlagerung (4) abgewandte Ende
der Welle (1) die zu einem elektrischen Verbraucher oder
Energiespender führenden elektrischen Anschlußkomponenten
(5) aufweist, die im Gehäusetopf des Ständers (3)
integriert sind.
5. Elektrische Maschine nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der als Gehäusetopf geformte Ständer (3) mit den
elektrischen Anschlußkomponenten (5), insbesondere mit
dem Bürstenhalter und Steckeranschluß, aus Kunststoff im
Spritzgußverfahren hergestellt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914132609 DE4132609A1 (de) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | Elektrische maschine zur wandlung von elektrischer und mechanischer energie |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4132609A1 true DE4132609A1 (de) | 1993-04-08 |
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ID=6441859
Family Applications (1)
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Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ITT AUTOMOTIVE EUROPE GMBH, 60488 FRANKFURT, DE |
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8141 | Disposal/no request for examination |