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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft Lager. Im einzelnen betrifft diese Erfindung
ein Lagersystem für
eine rotierende Welle und ein Lager und eine Lagerbrücke für dasselbe.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Kleinmotoren
vom „Spaltpol"-Typ werden bei vielen
Anwendungen verwendet, zum Beispiel zum Gewährleisten der Luftzirkulation
in Kühlanlagen. Wie
gut bekannt ist, haben elektrische Spaltpol-Induktionsmotoren einen Läufer, der
einen Läuferkörper umfaßt, der
eine Welle in einer in Bezug auf eine Drehung feststehenden Beziehung
zum Körper
trägt. Der
Läuferkörper wird
drehbar innerhalb einer Öffnung
in einer magnetischen Ständerbaugruppe
angeordnet, die typischerweise aus einem Paket von ausgerichteten
ringförmigen
Ständerblechen
gebildet wird. Elektrische Feldwicklungen, die einen Abschnitt des
Ständers
umgeben, magnetisieren die Ständerbleche,
um die erforderliche magnetische Antriebskraft zum Antreiben des
Läufers
bereitzustellen. Bei einem Luftzirkulationssystem wird ein Laufrad
auf der Läuferwelle
angebracht, um den Luftstrom anzutreiben.
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Bei
einem herkömmlichen
Spaltpolmotor verläuft
die Läuferwelle
durch ein Gehäuse,
das Brücken
umfaßt,
die sich über
jedes Ende der Läuferöffnung erstrecken
und am Ständer
befestigt, üblicherweise
verschraubt, werden. Das Gehäuse
hindert den Läuferkörper an
einer wesentlichen axialen Verschiebung im Verhältnis zum Ständer und
trägt Lager,
welche die axiale Ausrichtung der Läuferwelle aufrechterhalten.
Folglich erhalten die Lager die Stabilität und die Ausrichtung des Läufers aufrecht,
während
sie eine wesentlich freie Drehung der Läuferwelle erlauben. Ein Beispiel
eines solchen Motors wird im Patent der Vereinigten Staaten Nr.
5 287 030, erteilt am 15. Februar 1994 an Nutter, beschrieben.
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Solche
Kleinmotoren sind besonders geeignet für Anwendungen, bei denen der
Motor über
eine lange Zeitspanne, die viele Jahre dauern kann, für ausgedehnte
Zeiträume
läuft.
Daher muß der
Motor von außerordentlich
großer
Lebensdauer, sehr ausfallsicher sein und erfordert vorzugsweise über seine Lebensdauer
wenig Wartung. Die Bauteile, die dazu neigen, am problematischsten
beim Erreichen dieser Parameter zu sein, sind die Lager, die über die
Lebensdauer des Motors einem andauernden Reibungskontakt mit der
rotierenden Welle ausgesetzt werden.
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Um
eine richtige Ausrichtung der Läuferwelle aufrechtzuerhalten,
verwenden Spaltpolmotoren typischerweise ölimprägnierte Pulvermetall-Lager
mit sphärischem
Durchmesser oder Kugellager, die durch Druckguß-Aluminium- oder -Zink-Lagerbrücken an
ihrem Platz gehalten werden. Diese Arten von Lagern müssen konstant
einem Schmiermittel ausgesetzt werden, was die Lebensdauer des Motors
wesentlich begrenzt. Dieses Problem ist besonders akut in Hochtemperaturumgebungen,
in denen das zum Schmieren der Lager verwendete Öl mit der Zeit verschwindet,
was schließlich
einen katastrophalen Ausfall des Lagersystems verursacht.
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Es
ist auch bekannt, daß Achslager
eng in die Lagerbrücken
eingepreßt
werden. Jedoch erfordert diese Art eines Lagersystems nach dem Einpreßvorgang
ein maschinelles Bearbeiten, was die Fertigungskosten des Motors
bedeutend steigert. Darüber
hinaus kann die Leistung des Motors manchmal geringer als optimal
sein, obwohl ein eingepreßtes
Achslager während
des Zusammenbaus an seinem Platz in der Lagerbrücke bleiben wird, auf Grund
der Preßpassung
zwischen dem Lager und dem Gehäuse,
weil die feststehende Position des Lagers selbst geringfügige Abweichungen
bei der Läuferwellenausrichtung nicht
ermöglicht.
Falls der Motor während
des Betriebs gerüttelt
oder angestoßen wird,
können
sich schwere Vibration und Quietschen ergeben, da das Lager nicht
dazu in der Lage ist, sich selbst auszurichten.
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Diese
Probleme sind besonders akut im Fall von Metall-Lagern, die durch
Metall-Brücken
getragen werden, und ein maschinelles Bearbeiten dieser Bauteile
mit hoher Genauigkeit ist daher entscheidend. Es gibt Lagersysteme,
die eine Kunststoffbrücke
verwenden, um ein in Preßpassung
eng in die Brücke
eingepaßtes
Metall-Lager zu tragen, jedoch bleibt bei diesen Systemen die angemessene Schmierung
des Lagers entscheidend für
den richtigen Betrieb des Motors. Es ist ebenfalls bekannt, daß ein in
eine Metallbrücke
eingepreßtes
Kunststofflager verwendet wird, aber wenn das Lager montiert wird, schließt die Brücke durch
das Ausmaß der
Preßpassung
den Lager-Innendurchmesser, was danach ein maschinelles Bearbeiten
des Innendurchmessers mit hoher Genauigkeit erfordert, um eine angemessene lichte
Weite für
die Läuferwelle
wiederherzustellen. Außerdem
bewirkt der Einpreßvorgang,
daß das
Lager während
des Einbaus an Ausrichtung verliert.
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Die
im US-Patent Nr. 5 287 030 beschriebene Gestaltung verwendet ein
in eine Kunststoffbrücke eingepreßtes Kunststofflager.
Jedoch bringt diese Gestaltung die gleichen Nachteile mit sich wie
andere Lagersysteme, bei denen das Lager in einer Preßpassung
angebracht wird, insbesondere die Unfähigkeit des Lagers, sich selbst
auszurichten, was die Lebensdauer des Motors verringert und allgemein
bewirkt, daß der
Motor mit der Zeit weniger effizient arbeitet.
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Ein
anderes selbstausrichtendes Lagersystem für Elektromotoren, das ein Gleitlager
umfaßt, mit
Preßpassung
angebracht in einer Brücke
und gegen eine Drehung arretiert, ist bekannt von
US 4 368 931 A .
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein frei bewegliches Lagersystem bereit,
das ein Lager umfaßt, getragen
in einer Spielpassung innerhalb eine Lagerbrücke, zum Beispiel zur Verwendung
in elektrischen Kleinmotoren des Spaltpol-Typs. Das Lagersystem ist
selbstausrichtend und gleicht folglich Abweichungen bei der axialen
Ausrichtung der Läuferwelle
aus, um den optimalen Wirkungsgrad des Motors aufrechtzuerhalten
und den Verschleiß am
Lager zu verringern, was die Lebensdauer des Lagersystems ausdehnt.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen
sowohl die Brücke
als auch das Lager aus einem nichtmetallischen Material, vorzugsweise Kunststoff
Das Lager kann aus einem Hochleistungskunststoff bestehen, der keine
Schmierung erfordert, um die Lebensdauer des Motors zu verlängern. Andere
Aspekte der Erfindung können
in einem Lagersystem umgesetzt werden, das eine Metallbrücke und/oder
ein Metall-Lager verwendet.
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Nach
der Erfindung wird der Flanschabschnitt eines Flansch- oder Buchsenlagers
mit einer Öffnung
versehen, die eine Lagerfläche
komplementär
zur Läuferwelle
hat. Eine Lagerbrücke
wird mit einer Lageraufnahme versehen, dafür geeignet, die Nabe des Lagers
in einer Spielpassung aufzunehmen. Eine Rotationssperre, bei dem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
um die Lageraufnahme verteilte Abflachungen, die mit komplementären Abflachungen
im Nabenabschnitt des Lagers zusammenwirken, hält das Lager gegen eine Drehung
innerhalb der Lageraufnahme zurück,
während
sie ermöglicht, daß sich das
Lager durch ein selbsttätiges
Verschieben der Mittellinie oder der Neigung der Achse des Lagers
in eine richtige Ausrichtung mit der Läuferwelle setzt. Das Lager
wird folglich in der Lageraufnahme in einer „frei beweglichen" Beziehung gehalten und
ist in der Lage, sich selbst auszurichten, um sich Abweichungen
in der Axialneigung der Läuferwelle anzupassen.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird
die Lagerbrücke
mit Lagerhaltern versehen, die Haltefinger umfassen, die das Lager
während
des Zusammenbaus und der Lebensdauer des Motors an seinem Platz
halten. Die Haltefinger werden vorzugsweise integriert mit der Lagerbrücke geformt
und mit Hakenflanschen versehen, die das Lager in der Lageraufnahme
in einer Spielpassung halten. Dieser Aspekt der Erfindung vereinfacht
den Einbau der Lager in die Lagerbrücken und den Anbau der Lagerbrücken an
den Motor.
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Die
vorliegende Erfindung stellt folglich ein Lagersystem für eine rotierende
Welle bereit, das folgendes umfaßt: ein Lager, das eine Öffnung mit
wenigstens einer Lagerfläche,
einen in Radialrichtung von einer Nabe vorstehenden Flansch umfaßt, eine Lagerbrücke, die
eine Aufnahme zum Anbringen des Lagers an der Brücke in einer wesentlich feststehenden
Beziehung umfaßt,
wobei die Aufnahme so bemessen wird, daß sie das Lager in einer Spielpassung
trägt,
und eine zwischen dem Lager und der Aufnahme zusammenwirkende Rotationssperre,
um das Lager gegen eine wesentliche Drehung im Verhältnis zur
Brücke
zurückzuhalten,
wodurch die Welle an der Lagerfläche
rotiert, wenn die Welle durch das Lager angeordnet wird, um die
Welle in einer wesentlich feststehenden Position in Radialrichtung
zu halten, wobei ein Abstand zwischen dem Lager und der Lageraufnahme
dadurch ermöglicht,
daß das
Lager eine Ausrichtung mit einer Axialausrichtung der Welle aufrechterhält.
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Die
vorliegende Erfindung stellt außerdem einen
Kleinmotor bereit, der folgendes umfaßt: einen drehbar in einem
Ständer
angeordneten Läufer,
um den Ständer
angeordnete Ständerwicklungen
zum Antreiben des Läufers
und einer drehbar am Läufer befestigten
rotierenden Welle und ein Lagersystem, das folgendes umfaßt: ein
Lager mit einer Öffnung mit
wenigstens einer Lagerfläche,
angeordnet in einer wesentlich feststehenden Beziehung in einer durch
eine Lagerbrücke
getragenen Lageraufnahme, wobei die Aufnahme so bemessen wird, daß sie das Lager
in einer Spielpassung trägt,
und eine zwischen dem Lager und der Aufnahme zusammenwirkende Rotationssperre,
um das Lager gegen eine wesentliche Drehung im Verhältnis zur
Brücke
zurückzuhalten,
wodurch die Welle an der Lagerfläche
rotiert, wenn die Welle durch das Lager angeordnet wird, um die
Welle in einer wesentlich feststehenden Position in Radialrichtung
zu halten, wobei ein Abstand zwischen dem Lager und der Lageraufnahme
dadurch ermöglicht,
daß das
Lager eine Ausrichtung mit einer Axialausrichtung der Welle aufrechterhält.
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Die
vorliegende Erfindung stellt außerdem
in Kombination ein Lager und einen Lagerhalter bereit, wobei das
Lager aus Kunststoff besteht und einen in Radialrichtung von einer
Nabe vorstehenden Flansch umfaßt,
wobei das Lager eine Öffnung
mit wenigstens einer Lagerfläche
und einem ersten Bauteil einer Rotationssperre umfaßt und die
Lagerbrücke
eine Aufnahme, so bemessen, daß sie
das Lager in einer Spielpassung trägt, um das Lager in einer wesentlich feststehenden
Beziehung an der Brücke
anzubringen, und ein zweites Bauteil einer Rotationssperre umfaßt, so daß das erste
Bauteil mit dem zweiten Bauteil zusammenwirkt, um das Lager gegen
eine wesentliche Drehung im Verhältnis
zur Brücke
zurückzuhalten,
wodurch, wenn eine Welle durch das Lager angeordnet wird und an
der Lagerfläche
rotiert, das Lager die Welle in einer wesentlich feststehenden Position
in Radialrichtung hält,
wobei ein Abstand zwischen dem Lager und der Lageraufnahme ermöglicht,
daß das
Lager eine Ausrichtung mit einer Axialausrichtung der Welle aufrechterhält.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung besteht das Lager aus einem
Polymer-Kunststoff
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In
noch einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt die Brücke einen Lagerhalter zum Halten
des Lagers in der Aufnahme. Der Lagerhalter kann Haltefinger umfassen,
die von der Lagerbrücke
um die Aufnahme vorstehen und dafür geeignet sind, den Flansch
des Lagers zu halten. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die
Lagerfinger jeder einen durch eine Federschlinge getragenen Arm,
um eine Elastizität
der Haltefinger zu steigern, die in Hakenspitzen enden.
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In
noch einem weiteren Aspekt der Erfindung besteht die Lagerbrücke aus
Kunststoff, und die Haltefinger werden integriert mit der Lagerbrücke geformt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen, die nur als Beispiel bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung illustrieren,
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ist 1 ein Aufriß eines
Motors, der die Erfindung verwirklicht,
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ist 2 ein Seitenriß des Motors
von 1,
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ist 3 ein Querschnittsaufriß eines
Lagersystems nach der Erfindung,
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ist 4 eine Draufsicht der Lagerbrücke in dem
System von 3,
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ist 5 ein Querschnitt der Lagerbrücke längs der
Linie 5-5 in 3,
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ist 6 eine Draufsicht des Lagers
in dem Lagersystem von 3,
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ist 7 ein Querschnitt des Lagers
von 6 und
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ist 8 eine Unteransicht eines
weiteren Ausführungsbeispiels
des Lagersystems der Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 und 2 illustrieren einen Elektromotor 10,
der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwirklicht. Der Motor ist ein Kleinmotor vom „Spaltpol"-Typ, wie beispielsweise
derjenige, der verwendet wird, um die Luftzirkulation in einer Kühlanlage
zu gewährleisten.
Der Motor 10 umfaßt
einen Läufer 12,
der einen Läuferkörper 14 umfaßt, der
eine Welle 16 in einer in Bezug auf eine Drehung feststehenden
Beziehung zum Körper 14 trägt. Der
Läuferkörper 14 wird
drehbar innerhalb einer Öffnung
in einer magnetischen Ständerbaugruppe 20 angeordnet, die
typischerweise aus einem Paket von ausgerichteten ringförmigen Ständerblechen 22 gebildet
wird. Elektrische Feldwicklungen 24, die um einen Abschnitt
des Ständers 20 gewickelt
werden, magnetisieren die Ständerbleche
22, um die erforderliche magnetische Antriebskraft zum Antreiben
des Läufers 12 bereitzustellen.
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Nach
der Erfindung verläuft
die Läuferwelle 16 durch
ein Lagersystem, wobei ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel desselben in 3 illustriert wird. Ein
Gehäuse 30 umfaßt gegenüberliegende
Lagerbrücken 32,
die in Radialrichtung über
die Enden der Läuferöffnung verlaufen
und, zum Beispiel durch Schrauben 34a, am Ständer 20 befestigt
werden. Die Lagerbrücken 32 tragen
jeweils Lager 50, durch welche die Läuferwelle 16 verläuft, um
eine richtige Ausrichtung des Läufers 12 zu
stabilisieren und aufrechtzuerhalten, während eine wesentlich freie
Drehung der Läuferwelle 16 innerhalb
des Gehäuses 30 ermöglicht wird.
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Das
bevorzugte Ausführungsbeispiel
der Lagerbrücken 32 wird
detailliert in 3 bis 5 illustriert. Es werden
Füße 34 bereitgestellt,
mit einem Loch 34a, durch das eine Schraube 34a angeordnet
wird, um die Brücke 32 am
Ständer 20 zu
verankern. Ein Steg 36 wird durch Stufen 38, die
im Verhältnis
zum Steg 36 schräg
ausgerichtet werden können,
in einem Abstand zum Ständer 20 gehalten.
Der Steg 36 wird mit einer Lageraufnahme 40 versehen,
die ein durch den Steg 36 verlaufendes Loch, vorzugsweise mittig
und dafür
bemessen, das Lager 50 in einer Spielpassung aufzunehmen,
umfaßt,
wie es unten detailliert beschrieben wird. Die Lageraufnahme 40 kann
wahlweise, wie bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, eine ringförmige Erweiterung 42 umfassen,
um ein größeres Lager 50 aufzunehmen und/oder
als Abstandsstück
für ein
Laufrad (nicht gezeigt) zu dienen.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird
die Lagerbrücke 32 integriert
aus einem technischen Kunststoff geformt. Ein für die Lagerbrücke 32 geeigneter
technischer Kunststoff ist das von DuPont (Handelsmarke) hergestellte
Nylon HTN ZYTEL® (Handelsmarke)
51G35 HSL. Andere geeignete Materialien schließen PPA, PBT/PET/PTT-Polyester, SPS,
PPS, LCP, modifiziertes Polyphenylenoxid, Polycarbonate, Polyethylen
und Polypropylen ein. Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel aus technischem
Kunststoff werden um den Umfang der Brücke Verstärkungsrippen 31 bereitgestellt,
um dem Steg 36 und den Stufen 38 Steifigkeit zu
verleihen. Andere Materialien, zum Beispiel herkömmlicherweise bei Spaltpolmotorgehäusen verwendete
Metalle, sind ebenfalls für
die Lagerbrücke 32 geeignet.
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Jede
Lagerbrücke 32 trägt ein Lager 50,
wobei ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
desselben detailliert in 6 und 7 illustriert wird. Das Lager 50 bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfaßt
einen in Radialrichtung von einer Nabe 54 vorstehenden
Flansch 52. Ein in Axialrichtung durch das Lager 50 verlaufendes
Loch 56 wird mit einer oder mehreren Lagerflächen 58 versehen,
welche die Läuferwelle 16 berühren. Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Lageröffnung „gerippt" und umfaßt eine Vielzahl
von abgestumpften Lagerflächen 58,
gleichmäßig um das
Loch 56 verteilt und mit Zwischenraum zueinander angeordnet
durch Nasen 59, die mit Zwischenraum zur Welle 16 angeordnet
werden. Dies verringert die Kontaktfläche zwischen dem Lager 50 und
der Welle 16 auf ein Minimum, um das Maß an Reibung zwischen der Läuferwelle 16 und
dem Lager 50 zu verringern und folglich die während des
Betriebs erzeugte Wärme
zu verringern. Die Nasen 59 stellen außerdem einen Kanal oder eine
Tasche zum Sammeln von Schutt während
des Betriebs des Motors 10 bereit.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden
die Lager 50 aus einem Hochleistungspolymer-Kunststoff geformt.
Ein bevorzugtes Lagermaterial ist, wegen seiner überlegenen Verschleißeigenschaften
und des ihm eigenen außerordentlich
niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten,
Vespel® (Handelsmarke)
der Klasse SP-2624, hergestellt von DuPont (Handelsmarke).
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Das
Lager 50 wird dafür
bemessen, mit einem kleinen Maß an
Abstand zwischen der Außenfläche der
Nabe 54 und der Innenfläche
der Aufnahme 40 in die Lageraufnahme 40 zu passen,
um eine Selbstausrichtung des Lagers zu ermöglichen. Der Abstand zwischen
der Nabe 54 und der Aufnahme 40 kann von 0,001
Zoll (0,0254 mm) bis 0,003 Zoll (0,0762 mm) reichen. Ein zu kleiner
Abstand wird die Selbstausrichtung des Lagers 50 stören, während ein übermäßiger Abstand
ein Rattern des Lagers 50 in der Lagerbrücke 32 verursachen
kann. Eine Verwendung des Polymers Vespel® (Handelsmarke) SP-2624
ist vorteilhaft, weil es mit sehr engen Toleranzen (bis zu 0,0005
Zoll (0,0127 mm) für
kleine Durchmesser) hergestellt werden kann, ohne daß ein maschinelles
Bearbeiten erforderlich ist, wodurch die Herstellungskosten auf
ein Minimum verringert werden.
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Es
wird eine Rotationssperre bereitgestellt, um das Lager 50 gegen
eine wesentliche Drehung innerhalb der Aufnahme 40 zurückzuhalten.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfaßt
die Rotationssperre um die Außenfläche der
Nabe 54 angeordnete Abflachungen 54a und um die
Lageraufnahme 40 verteilte komplementäre Abflachungen 40a,
die mit den Abflachungen 54a zusammenwirken, wie am besten
in 5 zu sehen ist. Bei
alternativen Ausführungsbeispielen
kann die Rotationssperre Laschen oder Nuten (nicht gezeigt) in der
Nabe 54 oder dem Flansch 52 mit in die Lagerbrücke 32 geformten
komplementären
Gegenstrukturen (nicht gezeigt) umfassen. Jedoch wird wegen der
Einfachheit der Gestaltung und der Verringerung der Möglichkeiten
für eine Überlagerung
zwischen dem Lager 50 und der Brücke 32 während der
Selbstausrichtung die Verwendung der Abflachungen 40a und 54a für die Rotationssperre
bevorzugt.
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Auf
Grund der Spielpassung zwischen der Lagernabe 54 und der
Aufnahme 40 steht dem Lager 50 ein geringfügiges Maß an Rotationsfreiheit
zur Verfügung,
jedoch verhindert die Rotationssperre wesentlich, daß sich das
Lager während
des Betriebs des Motors dreht.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird
ein Lagerhalter bereitgestellt, um das Lager 50 in der
Aufnahme 40 zu halten. Bei dem in 3 bis 5 illustrierten
Ausführungsbeispiel
umfaßt
der Lagerhalter Halterfinger 60, integriert geformt mit
dem Steg 36 der Lagerbrücke 32 und
von demselben vorspringend. Vorzugsweise umfassen die Haltefinger 60 jeder
eine Federschlinge 62, die einen Arm 66 trägt, der
in einer Hakenspitze 64 endet, um das Lager 50 gegen
den Steg 36 der Lagerbrücke 32 zu
halten. Der technische Kunststoff der Lagerbrücke 32 ist notwendigerweise
verhältnismäßig steif,
um die Stabilität
des Läufers 12 aufrechtzuerhalten,
und die Federschlinge 62 wird folglich bereitgestellt,
um dem Haltefinger 60 eine ausreichende Elastizität zu verleihen, um
sich in Radialrichtung (im Verhältnis
zur Aufnahme 40) zu verschieben, wie in 3 in Phantomlinien gezeigt wird, und
zu der, in 3 in durchgehenden Linien
gezeigten, Ruheposition zurückzukehren, nachdem
das Lager 50 an der Lagerbrücke 32 angebracht
worden ist.
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Die
Haltefinger 60 verhindern, daß das Lager 50 sowohl
während
des Zusammenbaus des Motors 10 als auch während des
Betriebs des Motors 10 aus der Aufnahme 40 fällt. Die
Zahl der Haltefinger 60 kann entsprechend der Größe der Bauteile
gewählt werden.
Es ist zu erwarten, daß in
den meisten Fällen zwei
mit Zwischenraum gegenüberliegend
um die Aufnahme 40 angeordnete Haltefinger 60 angemessen
sein werden, um das Lager 50 an seinem Platz zu halten,
es sind jedoch andere Variationen möglich, wie zum Beispiel in 8 gezeigt wird.
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Wie
bei der Beziehung der Lagernabe 54 zur Aufnahme 40 sollte
es, damit das Lager 50 selbstausrichtend ist, ein kleines
Maß an
Abstand zwischen dem Lagerflansch 52 und den Spitzen 64 der
Haltefinger 60 geben, wenn das Lager 50 vollständig in
die Fassung 40 eingebaut ist, um eine Selbstausrichtung
des Lagers 50 während
des Betriebs des Motors 10 zu erlauben.
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Bei
Anwendung wird das Lager 50 durch ein Ausrichten der Nabe 54 mit
der Fassung 40, so daß die
Abflachungen 54a, 40a gegenüberliegend angeordnet werden,
und ein Niederdrücken
des Lagen 50 in die Aufnahme 40 an der Lagerbrücke 32 angebracht.
Wenn der Flansch 52 die Hakenspitzen 64 der Haltefinger 60 passiert,
werden die Arme 66 in Radialrichtung nach außen bewegt,
wie in Phantomlinien in 3 gezeigt
wird. Wenn der Flansch 52 die Spitzen 64 freigegeben
hat, rasten die Arme 66 zurück in die Ruheposition, die
in durchgehenden Linien in 3 gezeigt
wird. Der Einbau des Lager 50 in die Brücke 32 kann von Hand
oder für
Anwendungen mit großen
Stückzahlen
durch eine automatisierte Ausrüstung
ausgeführt
werden. Die Haltefinger 60 halten das Lager 50 in
der Aufnahme 40, wenn die Brücken 32 an den Motor 10 angebaut
werden.
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Der
Läufer 12 wird
innerhalb der Öffnung
im Ständer 20 angeordnet,
und die Lagerbrücken 32 werden
durch ein Anordnen der Läuferwelle 16 durch die
Lager 50, ein Ausrichten der Füße 34 mit den Löchern (nicht
gezeigt) durch die Ständerbleche 22 und ein
Befestigen des Gehäuses 30,
zum Beispiel durch Schrauben 34a, an den Ständer 20 angebaut.
Der Motor 10 wird auf eine herkömmliche Weise an einer Vorrichtung
angebracht, und Anschlüsse 11 werden mit
der örtlichen
Stromversorgung verbunden.
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Im
Betrieb dreht sich die Läuferwelle 16 an den
Lagerflächen 58,
wenn sich der Läufer 12 innerhalb
des Ständers 20 dreht.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist auf Grund des außerordentlich
niedrigen Reibungswiderstands und Wärmeausdehnungskoeffizienten
des für
das Lager 50 verwendeten Hochleistungspolymers keine Schmierung
erforderlich. Auf Grund der Spielpassung wird sich das Lager 50 verschieben,
um sich Abweichungen in der Axialneigung des Läufers 12 anzupassen,
wodurch nach dem Zusammenbau und während des Betriebs des Motors 10 eine
richtige Ausrichtung zwischen dem Lager 50 und der Läuferwelle 16 aufrechterhalten
wird. Die Verwendung von Kunststoffen sowohl für die Lagerbrücke 32 als
auch für
das Lager 50 verringert Möglichkeiten des Verschleißes der
Lagersystembauteile und verringert ebenfalls die Niveaus von Geräusch und
Vibration.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird in 8 illustriert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
umfaßt
der Lagerhalter drei gleichmäßig um den
Flansch 52 des Lagers 50 verteilte Haltefinger 60.
Der Lagerhalter stellt bei diesem Ausführungsbeispiel außerdem die
Rotationssperre bereit, die in diesem Fall ebene Innenflächen der
Arme 66 umfaßt,
die mit Abflachungen 52a zusammenwirken, die in komplementärer Beziehung
um den Umfang des Lagerflanschs 52 angeordnet werden. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
stellt das Lager 50 eine einzige Lagerfläche 58 bereit,
welche die Innenfläche des
Flansch 52 umgrenzt, obwohl eine gerippte Öffnung für dieses
Ausführungsbeispiel
gleichermaßen verfügbar ist.
Wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel
werden die Haltefinger 60 mit einem geringfügigen Zwischenraum
zum Lager 50 angeordnet, um das Lager 50 in einer
Spielpassung innerhalb der Aufnahme 40 zu halten, und sonst
ist der Betrieb dieses Ausführungsbeispiels
wie zuvor beschrieben.
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Da
folglich bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung als Beispiel beschrieben worden sind, wird es Fachleuten
auf dem Gebiet offensichtlich sein, daß Modifikationen und Anpassungen
vorgenommen werden können,
ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, wie er in den angefügten Ansprüchen dargelegt
wird.