DE69905339T2

DE69905339T2 - Kupplung zur Rotationsübertragung in einem Synchronmotor

Info

Publication number: DE69905339T2
Application number: DE69905339T
Authority: DE
Inventors: Javier Errasti Uriarte
Original assignee: Fagor Electrodomesticos SCL
Current assignee: Fagor Electrodomesticos SCL
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2003-10-16
Anticipated expiration: 2019-12-11
Also published as: EP1016786A3; ES2162544A1; EP1016786B1; ES2189373T3; US6265799B1; ES2162544B1; EP1016786A2; DE69905339D1

Description

Die Erfindung betrifft die Teile, welche eine Kupplung zwischen der Last und dem Rotor eines einphasigen Synchronmotors, der die Rotation auf die Last überträgt, bilden, wie z. B. die Kupplung zwischen dem Rotor und dem Kreiselrad einer Abflusspumpe, um Lärm und Schwingungen zu vermeiden.

BISHERIGER STAND DER TECHNIK

ES-2053372 (Nr. P9200335) beschreibt eine Kupplung zwischen einer Abflusspumpe und der Antriebsachse ihres Synchronmotors mit Dauermagnet. Das Kreiselrad der Pumpe besitzt eine mittels einer Abdeckung verschlossene innere Vertiefung, in der die Antriebsachse befestigt wird. Für die Kupplung am Kreiselrad weist die Antriebsachse eine an ihrem Ende befestigte Nocke auf, die mit einem radialen Mitnehmerstift ausgestattet ist, der für den Leeranlauf der Pumpe mit freiem Spiel in der Vertiefung des Kreiselrads schwingt. Die Kupplung für die Übertragung der Rotation wird über einen radialen Anschlag hergestellt, der Bestandteil des Kreiselrads ist und in der Vertiefung einen kreisförmigen Bereich einnimmt, dessen Winkel begrenzt ist, um der Antriebsachse und ihrem Mitnehmerstift für den Anlauf des Motors durch Schwingen in jeder der beiden Drehrichtungen einen ausreichenden winkligen Verlauf mit freiem Spiel zur Verfügung zu stellen. Der Mitnehmerstift greift danach in den Anschlag des Kreiselrads ein, wodurch sich dieses mit synchroner Geschwindigkeit dreht. Zur Abdämpfung des Aufschlags des Mitnehmerstifts auf den Anschlag des Kreiselrads in beiden Drehrichtungen wird in dasselbe ein Dämpfteil aus einem elastomeren Material eingesetzt, das an beiden Enden über den Anschlag vorsteht, um die Schläge aufzunehmen und den Lärm und die Schwingungen zu reduzieren. Diese Kupplungslösung bringt den Nachteil mit sich, dass sie auf Grund des Ermüdungsbruchs des abdämpfenden Anschlags infolge der starken Schläge gegen denselben nur eine kurze Lebensdauer hat, wobei dieses Problem nicht an Hand einer Verdickung dieses Anschlags gelöst werden kann, da das freie Winkelspiel nicht verringert werden darf.
EP-514272 beschreibt eine Lösung für die Kupplung des Kreiselrads einer Abflusspumpe für die Übertragung der Rotation ihres synchronen Motors, nach welcher am integrierten Anschlag des Kreiselrads Dämpfer ausgebildet oder befestigt werden, welche aus Federn bestehen und die Form elastischer Laschen an beiden Seiten des Anschlags haben. Auch diese Lösung weist auf Grund der Ermüdung das Problem der Lebensdauer auf.
Die EP-474004 beschreibt eine Lösung für die Kupplung der Antriebsachse am Rotor eines Synchronmotors für die Übertragung der Rotation. In diesem Fall ist ein am Rotor befestiger innerer Gummiring mit zwei integrierten vorstehenden Anschlägen vorgesehen, die in der jeweiligen Drehrichtung des Rotors gegen einen radialen, an der Antriebsachse befestigten Nockenstift stossen, wobei es sich um ein vollkommen aus Gummi hergestelltes und am Rotor montiertes abnehmbares Teil handelt. Infolge der Ermüdung des aus Gummi bestehenden und am Kreiselrad befestigten Abdämpfrings tritt auch bei dieser Lösung das Problem der Lebensdauer auf.
EP-A-0723329, das den bisherigen Stand der Technik darstellt, beschreibt eine Kupplung für die Übertragung der Rotation von einem Synchronmotor mit einem Rotor mit Dauermagnet auf eine Last, wobei die Last das eine Ende der Rotorachse aufnimmt und die Kupplung für die Übertragung eine Übertragungsvertiefung, die im Innern eines einstückig mit dem Rotor hergestellten Gehäuses ausgebildet wird und am gegenüberliegenden Ende der Rotorachse liegt, eine radiale, in die Achse integrierte Nocke, ein Dämpferglied für Geräusche und Schwingungen, der mit der Nocke in Berührung steht, sowie einen in den Rotor integrierten und mit dem Dämpferglied in Berührung stehenden Übertragungszahn umfasst und die Vertiefung mit einem Deckel abgedeckt wird, eine gleichmässig zylindrische Form aufweist und die radiale Nocke, den Übertragungszahn und das Dämpferglied aufnimmt, der aus einem elastischen Material hergestellt wird und innerhalb der Vertiefung beweglich ist, wodurch auf Grund des Widerstands gegen die Rotation der Rotorachse eine gewisse Reibung gegen die Wände der Vertiefung gegeben ist.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gemäss Anspruch 1 eine Kupplung für die Übertragung der Rotation des Rotors auf die Last eines Synchronmotors mit Dauermagnet, wie z. B. dem Motor einer Abflusspumpe, zu schaffen. Die erfindungsmässige Kupplung für die Übertragung befindet sich in einer gemeinsam im Innern der Last oder im Innern eines Gehäuses des Rotors ausgebildeten Vertiefung und umfasst eine Lösung zur Vermeidung von Schwingungen und Geräuschen während des Leeranlaufs des Motors sowie während des Betriebs Zustands des Motors im Leerlauf, wie z. B. dem einer Pumpe, wenn kaum Wasser wegzupumpen ist. Die Kupplung bietet den Vorteil einer leichten Bauweise, denn sie vereinfacht die Ausbildung des Kreiselrads bzw. Rotors, da sie den integrierten Anschlag der bekannten Lösungen beseitigt.
Der abdämpfende Anschlag wird einstückig hergestellt. Er weist eine gleichmässige Form auf und wird passend in die Vertiefung der Kupplung zwischen zwei im Wesentlichen senkrecht zur Antriebsachse verlaufende Flächen gedrückt. Bei der erfindungsmässigen Kupplung für die Übertragung ergeben sich zwei Auswirkungen zur Abdämpfung der auf das Dämpferglied einwirkenden Stösse, und zwar zur elastischen Verformung des Dämpfergliedes infolge der Stösse mit dem Nockenstift und zur winkelförmigen Verschiebung des Dämpfergliedes, wodurch es zu einer Verlängerung der Stossdauer kommt, während die Stärke desselben im Vergleich zu den bisher bekannten Lösungen verringert wird.
Die Verschiebung des Dämpfergliedes ist von seinem Verhalten bezüglich des Drucks zwischen diesen beiden Passflächen abhängig; das erzielte Ergebnis wird jedoch nicht wesentlich vom Zustand der Flächen oder den Eigenschaften des Dämpfermaterials beeinflusst. Um durch die Ausbildung und winkelförmige Ausdehnung die abdämpfende Verschiebung zu erzielen, ist der Dämpferglied innerhalb der Vertiefung einer Reibkraft ausgesetzt, die im Zeitraum des Motoranlaufs durch die gegen den Mitnahmestift der Nocke erzeugten Schläge überwunden wird, während diese Reibkraft im Betriebszustand des Motors grosser als die gegen die Kupplungsnocke ausgeübte Kraft sein muss, damit es bei synchroner Geschwindigkeit zum Eingriff mit dem Mitnahmestift kommt, der Dämpfer infolge des Drucks in axialer Richtung zwischen den Flächen der Vertiefung unbeweglich verweilt und die Reibkraft auf diese Flächen wirkt, um die Rotation auf die Last zu übertragen.
Die erfindungsmässige Kupplung dämpft nicht nur Geräusche und Schwingungen ab, sondern sie hat auch eine lange Lebensdauer, da der dämpfende Anschlag während der Anlaufstösse verschoben wird und somit keiner ständigen Veformung bzw. beachtlichen Ermüdung ausgesetzt ist.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 entspricht dem Schnitt einer Ablusspumpe, bei welcher die erfindungsmässige Kupplung in einer Vertiefung des Kreiselrads der Pumpe ausgeführt wird.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 3 entspricht dem Schnitt einer Abflusspumpe, bei welcher die erfindungsmässige Kupplung in einer Vertiefung des Rotors des Motors ausgeführt wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 besteht eine bevorzugte erste Ausführung der Erfindung in einer Kupplung 20 für die Übertragung der Rotation des Rotors 15 auf das Kreiselrad 24 einer Abflusspumpe, bei der die Antriebsachse 21 des Kreiselrads am Rotor 15 mit Dauermagnet und an einer Kupplungsnocke 22 befestigt wird, die während des Anlaufs ein freies Verlaufsspiel Alpha auf weist (Fig. 2).
Die Kupplung für die Übertragung umfasst eine innere Vertiefung 27 des gleichmässig zylinderförmigen Kreiselrads 24, die mit einem radialen Mitnehmerstift 22a versehene Kupplungsnocke 22, die von der inneren Vertiefung 27 des Kreiselrads aufgenommen wird (Fig. 2), einen ebenfalls in der Vertiefung 27 liegenden Dämpferglied 25 für die Übertragung der Rotation und eine von der Antriebsachse 21 durchdrungene Abdeckung 26 der Vertiefung 27. Die Kupplungsnocke 22 wird am Ende 21a der in der Nähe des Pumpenkörpers angeordneten Antriebsachse befestigt. Die Abdeckung 26 weist die Form eines Tellers auf. Das Dämpferglied 25 hat im Schnitt die Form eines kreisförmigen Kranzabschnitts, dessen grösserer Bogen etwa dem der Vertiefung 27 entspricht. Er wird in radialer Richtung neben der zylindrischen Wand der Vertiefung 27 und in axialer Richtung einrastend zwischen der Wand 24a des Kreiselrads 24 und der Innenfläche der Abdeckung 26 montiert und von diesen zusammengedrückt. Während des Anlaufs des Motors ermöglicht das Dämpferglied 25 somtit die freie Rotation Alpha der Nocke 22 und ist dabei einer Verschiebung mit Reibung gegen die Fläche dieser Wände 24a und 26 ausgesetzt; nach dem Anlauf verschiebt der Mitnehmerstift 22a das jetzt unbeweglichen Dämpferglied 35, das der Reibungskraft gegen die Rotation der Achse 21 des Rotors unterworfen ist, und nimmt das Kreiselrad 24 für die Übertragung der Rotation mit.
Fig. 3 zeigt eine zweite erfindungsmässige Ausführung der Kupplung 30 für die Übertragung, bei welcher die Antriebsachse 31 über die übertragende Kupplung vom Rotor angetrieben wird. Die übertragende Kupplung 30 umfasst eine gleichmässig zylinderförmige Vertiefung 37 eines am Rotor 16 befestigten Gehäuses, eine mit der Antriebsachse 31 verbundene und in der Vertiefung 37 angeordnete Kupplungsnocke 32, einen Dämpfer 35 und eine fest mit dem Gehäuse 33 verbundene und von der Antriebsachse 31 durchdrungene Abdeckung 36. Das Dämpferglied 35 ist wie bei der Ausführung der zuvor beschriebenen Kupplung 20 (Fig. 1) ausgebildet und wird passend in die Vertiefung 37 eingesetzt und axial zwischen der Wand 33a des Gehäuses 33 und der Inbnenwand der Abdeckung 36 zusammengedrückt. Das mit dem Rotor 16 verbundene Gehäuse 33 nimmt die Nocke 32 und die Antriebsachse 31 über das Dämpferglied 35 während der synchronen Rotation mit. Die Nocke 32 ist mit einem radialen Stift 32a ausgestattet, der vom Dämpferglied 35 für die Übertragung der Rotation auf die Antriebsachse 31 mitgenommen wird, und das Dämpferglied ist der Reibungskraft gegen die Rotation unterworfen.

Claims

1. Kupplung für die Übertragung der Rotation auf eine Last (24, 34) in einem Synchronmotor mit einem Dauermagnet-Rotor (15, 16), wobei die Last (24, 34) für die Rotation von einer zentralen Antriebsachse (21, 31) des Rotors (15, 16) angetrieben wird und die Kupplung (20,30) für die Übertragung eine Vertiefung (27, 37) innerhalb der Last oder im Innern eines einstückig mit dem Rotor ausgeführten Gehäuses (33), die das eine Ende der Rotorachse (21, 31) aufnimmt, sowie eine mit der Rotorachse (21, 31) verbundene radiale Nocke (22, 32) und ein Dämpferglied (25, 35) für Geräusche und Schwingungen umfasst, der in die Nocke (21, 31) eingreift, dadurch gekennzeiechnet, dass

- die Vertiefung (27, 37) durch eine gleichmässig Zylinder förmige Abdeckung (26, 36) abgedeckt wird und die radiale Nocke (22, 32) und das Dämpfer (25, 35) aufnimmt;

- das Dämpferglied (25, 35) aus einem elastischen Material besteht, und in die Vertiefung (27, 37) eingesetzt, in axialer Richtung zwischen der Abdeckung (26, 36) und einer Fläche (24a, 34a) der Vertiefung (27, 37) zusammengedrückt und gegen die Rotation der Achse (21, 31) des Rotors, der zur Übertragung der Rotation auf die Last auf diese Flächen wirkt, einer Reibungskraft unterworfen wird.

2. Die übertragende Kupplung nach Anspruch 1, wobei das Dämpferglied (25, 35) während des Anlaufs des Motors in beiden Richtungen den Stössen gegen die radiale Nocke (22, 32) ausgesetzt ist und gegen die Reibungskraft verschoben wird.

3. Die übertragende Kupplung nach Anspruch 1, wobei die Vertiefung (27) zur Übertragung im Innern des Kreiselrads (24) einer Abflusspumpe befindet, die Rotorachse (21) mit dem Rotor (15) verbunden ist und die radiale Nocke (22) die Rotation durch ein Dämpferglied (25) auf das Kreiselrad (24) überträgt.

4. Die übertragende Kupplung nach Anspruch 1, wobei die Vertiefung (37) zur Übertragung im Innern eines einstückig mit dem Rotor (16) ausgebildeten Gehäuses (33) ausgeführt und die Antriebsachse (31) mit der Last (3) des Motors verbunden ist, während die Rotation vom Dämpferglied (35) durch eine radiale Nocke (32) auf die Achse (31) des Rotors übertragen wird.