DE1953272U - Elektromotor. - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE

HPL.-INQ. FRITZ THIELEKE DR.-ING. RUDOLF DÖRING DR. JOACHIM FRICKE

BRAUNSCHWEIG - MÜNCHEN

Heinrich ,HIIZ Elektromaschinen- und Apparatebau Braunschweig, Hansestraße 30

' "Elektromotor"

Die Neuerung "betrifft einen Elektromotor, insbesondere für Pendelzentrifugen mit einem G-ehäuse sowie einem unteren und einem oberen Lagerschild und in diesen aufgenommenen Lagern für den Läufer.

Bekannte Motore für Pendelzentrifugen sind mit Gehäusen ausge- ^; rüstet, bei denen sowohl der. Mantel als auch die beiden Lagerschilde aus Guß bestehen. Konstruktiv sind Lagerschild und G-ehäuse dieser bekannten Elektromotor so ausgelegt, daß sie die Belastung des Läufers und eine Kupplung zu tragen vermögen. Gegen Schubkräfte, die entgegen dieser Gewichtsbelastung wirken, besitzen die bekannten Elektrömotore kein oder nur ein geringes Widerstandsvermögen. Bei stärker, in Schubrichtung wirkenden Kräften werden daher sowohl Lagerschilder als auch die Gehäuse der bekannten Motore zerstört.

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Unvermeidbare Pendeliingen der Schleudertrommel sind die Ursache für das Auftreten dieser Schubbelastungen,' weil die Verkantungskräfte "beim Pendeln über Kupplungen auf die Motorwelle übertragen werden. Beim Übertragen der Pendelkräfte über diese Kupplung entstehen die Schubkräfte. Die Größenordnung der Kräfte, die entgegen der Schwerkraft als Schubkräfte auf den Motor einwirken können, sind rechnerisch nicht erfaßbar. Die Kräfte lassen sich stets erst nachträglich anhand der von ihnen verursachten Zerstörungen in der Größe abschätzen. Es hat sich gezeigt, daß bei Pendelzentrifugen normaler Abmessungen Schubkräfte in der Größenordnung von ca. 100 t auftreten können. Im Hinblick auf die Größe der Schubkräfte und unter Berücksichtigung der Stoß- pder Schlagwirkung, mit welcher sie auftreten, ist es verständlich, wenn die aus Guß gefertigten Gehäuse und Lagerschilde bekannter Motoren beim Auftreten derartiger Belastungen zu Bruch gehen.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile bekannter Elektromoto're der einleitend beschriebenen Art auf einfache Weise, insbesondere aber ohne unzulässige Kostensteigerung, zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich der einleitend

genannte Elektromotor neuerungsgemäß .dadurch., daß unmittelbar ■unter dem unteren-Lager auf der Motorwelle ein Ring, vorzugsweise in lorm einer Gewindemutter, an der Unterseite des lagers anliegend und/oder in einem geringen'Abstand vom Lagerschild gegen axiale Verschiebung auf der Yfelle gesichert angeordnet ist und daß der untere Lagerschild aus Stahl oder einem Werkstoff ähnlicher Eigenschaft, wie Sphäroguß etc., gefertigt ist.

Wenn bei der neuen Ausgestaltung des Elektromotors stoßartig axiale Schublasten auftreten, darin werden diese von der Welle zunächst auf den unteren Lagerschild des Motors übertragen, der sich infolge seiner besonderen Ausbildung aus Stahl unter dem Einfluß der auf ihn übertragenen Last elastisch verformt. Durch die elastische Verformung tritt eine Dämpfung der stoßartigen Schubbelastung ein und die Reaktionskräfte werden gedämpft und gleichmäßig auf das Gehäuse des Motors übertragen. Da der untere Lagerschild aus „Stahl, Stahlguß oder Sphäroguß gefertigt ist, ' ■ übersteht er die elastische Verformung auch ohne jegliche Beschädigung. Der obere Lagerschild und das Gehäuse des Motors können daher in der gebräuchlichen -Weise aus normalem Guß gefertigt werden. Dadurch, wird der Mehraufwand, in'jpbsion&ere die Kostensteigerung in vertretbaren, geringen Grenzen gehalten, denn der hochwertige Y/erkstoff (bei Verwendung von Stahl oder Stahlguß oder Sphäroguß) braucht nur für den unteren Lagerschild und damit in begrenzter Menge verwendet zu 'werden oder ein gesteigerter Arbeitsaufwand, beispielsweise zur Durchführung von Schweißarbeiten, begrenzt sich auf die Herstellung des unteren Lagerschildes.

Wenn der untere Lagerschild unter dem Einfluß einer axialen

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Schublast elastisch, verformt wird, führt der läufer des Elektromotores eine Höhenbewegung aus, die sich, über die Welle auch, auf das obere lager überträgt. Bei einer zweckmäßigen v/eiteren Ausgestaltung des neuen Motors wird dies zu einer weiteren Dämpfung und Verteilung der Schublast ausgenutzt. Diese Ausgestaltung kennzeichnet sich neuerungsgemäß dadurch, daß das obere Lager mittels Druckfedern, die sich auf dem oberen Lagerschild abstützen, nachgiebig in einer unteren Endlage in seiner Aufnahme-Ausnehmung im Lagerschild gehalten ist. Das bedeutet, daß jegliche axiale Höhenbewegung des Läufers j&gf nur möglich ist, wenn die Kraft der Druckfeder überwunden wird. Durch entsprechende Dimensionierung der Feder ist es möglich, einen in Grenzen gehaltenen Anteil der Schublast auch auf den oberen Lagerschild gedämpft über die Feder zu übertragen, ohne daß der obere Lagerschild trotz seiner Fertigung aus Guß gefährdet wird.

Wenn erfflirungsgemäß mit sehr harten und hohen Schubbelastungen zu rechnen ist, empfiehlt es sich, auch das gesamte Gehäuse •des Motors aus Stahl zu fertigen, *

Wenn der untere Lagerschild bei einer Schubbelastung des Elektromotors über den Hing oder die Mutter belastet wird, dann tritt eine Relativbewegung zwischen der Stirnseite des Ringes und dem Lagerschild ein. Um ein Fressen der aufeinandergleitenden Flächen und eine möglichst geringe Reibung zu erzielen, ist •bei einer weiteren Ausgestaltung des Motors vorgesehen, daß der Ring oder die Mutter .auf der am unteren Lagerschild anlie-

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genden Stirnseite Rillen oder Nuten zur Aufnahme eines Schmiermittels aufweist, die Mutter aus selbstschmierendem Material besteht oder eine Scheibe aus- selbstschmierendem Material dazwischengelegt wird.

Ein Ausführungsbeispiel des neuen Motors ist in den Zeichnungen dargestellt.

Die Pig. zeigt einen axialen Halbschnitt durch den neuen Motor.

Der in der Pig. gezeigte Motor weist eine Welle Λ auf, die einen Läufer 2 trägt, der in der für den jeweiligen Antriebszweck geeigneten Weise ausgebildet ist. Ein oberes Wälzlager 3 und ein unteres Wälzlager 4 dienen dazu, den läufer 2 in einem unteren Lagerschild 5 und einem oberen Lagerschild 6 zu führen. Die Lagerschilde 5 und 6 sind an einem Gehäuse 7 befestigt. Das Gehäuse trägt zugleich auch einen Stator 8, welcher in der dem jeweiligen Motortyp entsprechenden Art mit dem Läufer 2 zusammenwirkt.

Die Welle 1 ist über nicht gezeigte Bauteile mit der ebenfalls nicht dargestellten Schleudertrommel oder anzutreibenden anderen Schwungmasse verbunden. Um die beim Betrieb auftretende axiale Schubbleastung zerstörungsfrei und ohne unzulässige Kosten-Steigerung aufnehmen zu können, ist auf der Welle 1 eine Gewindemutter 9 aufgeschraubt und mittels eines Seegerringes 11 gegen axiale Verschiebung gesichert. Der Ring mit seiner oberen Stirnseite und der Lagerschild 5 mit seiner unteren Stirnseite begrenzen einen schmalren bzw. engen Spaltraum 10, der beispielsweise von einem Gleitring aus Sinterwerkstoff ausgefüllt sein

kann. Ein solcher Gleitring sorgt für eine Selbstschmierung.

Ein Spiel zwischen der Gewindemutter 9 und dem Lagerschild 5 sorgt dafür, daß die Welle 1 nur bei größeren Axialbewegungen Belastungen auf den Lagerschild 5 überträgt, kleinere Axialbewegungen werden kräftefrei für den Lagerschild 5 "von der Welle 1 ausgeführt.

In der Pig. weist die Mutter 9 im Querschnitt eine 1-Form auf. Der in Achsrichtung verlaufende Teil dieses Querschnittes liegt innerhalb des vom Lagerschild 5 umfänglich begrenzten Raumes, wobei zwischen dem Ring und dem Lagerschild wiederum ein Spaltraum belassen ist, während der Ring mit seiner Stirnseite am unteren Wälzlager 4 satt anliegt. Durch diese Ausgestaltung werden die kleineren Axialbelastungen von der Welle 1 unmittelbar über den Ring 9 erneut auf die Welle 1 übertragen und damit auf das Lager 3 im oberen Lagerschild 6. Auf das obere Ende der Y/elle 1 und das Lager 3 wirkt ein Druckfedersatz 12 ein, welcher das Lager und die Welle in.einer unteren Endlage zu halten sucht. Kleinere Axialbewegungen werden daher unter elastischer Verformung, des Druckfedersatzes 12 aufgenommen und gedämpft. Der obere Lagerschild 6 bleibt daher entsprechend seiner Fertigung aus Guß vor StoBbelaetunggn, verschont und die Höhe der auf ihn einwirkenden Belastungen wird durch die Dimensionierung der Feder 12 unter Kontrolle gehalten.

Der untere Lagerschild 5 ist aus Stahl in Form einer Schweißleder Stahl·

konstruktion hergestellt, kann-aber auch aus Sphäro-Gu'ß -gefertigt sein. Aufgrund dieser Ausbildung ist der untere Lagerschild 5 elastisch verformbar und auch in der Lage, Stoßbelastungen

zerstörungsfrei aufzunehmen. Solche Stoßbelastungen überträgt der Ring "bzw. die Gewindemutter 9» wenn die Welle ' 1 unter Überwindung des Spaltes 10 an der unteren Stirnseite -des Lagerschildes zur Anlage kommt. Unter der axialen Schublast, die unter solch einer Situation übertragen wird, verformt sich der untere lagerschild, und es wird unterstütztdurch die Lastaufnahme durch den Federsatz 12, eine gleichmäßige,' weiche und gedämpfte Verteilung der Schublast vorgenommen, so daß eine Zerstörung des Gehäuses 7 öder des oberen Lagerschildes 6 ausgeschlossen bleibt. TJm die Reibung zwischen dem Ring bzw.

der Ge/indemutter 9 und 'dem unteren Lagerschild gering, zu halten.- und diese nicht nur vom Vorhandensein seines •Gleitringes abhängig zu machen, sind in der Stirnseite des. Ringes 9 · Riefen, Rillen oder Nuten zur Aufnahme eines Schmiermittels, vorzugsweise' eines Dauerschmiermittels, mit Hotlagereigenschaften vorgesehen; es kann jedoch auch eine Schmiereinrichtung herkömmlicher Bauweise vorgesehen werden. Auf diese Yieise wird ein Pressen der aufeinandergleitenden Flächen auch bei hohen Belastungen vermieden. ■

lormalerweise ist durch die Ausbildung des unteren Lagerschildes 5 als Schweißkonstruktion, durch den Ring' 9 und durch den Druckfedersatz 12 mit geringem baulichen Aufwand ohne wesentliche Kostensteigerung die Gewähr dafür gegeben, daß Schubstöße keine Zerstörungen des Motors verursachen. In Ausnahmefällen, wo erfahrungsgemäß überdurchschnittlich harte Belastungen zu erwarten sind und .wo anzunehmen ist, daß die ge-. nannten Maßnahmen nicht ausreichen, empfiehlt es sich, auch .das Gehäuse 7 als Schweißkonstruktion aus Stahl oder aber auch

aus Sphäroguß 2u fertigen, um die Brucligefalir "bei Stoß"belastung zu mildern. . ■

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Claims (4)

Schutzansprüche

1. Elektromotor, insbesondere für Pehdelzentrifugen mit einem Gehäuse sowie einem -unteren und einem oberen Lagerschild und in diesen aufgenommenen lagern für den Läufer, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar unter dem unteren Lager (4) auf der Motorwelle· (1) ein Ring (9), vorzugs-

, ■ weise in Form einer G-ewindemutter (9) an der Unterseite des Lagers anliegend und/oder in einem geringen Abstand vom Lagerschild (5) sowie gegen axiale Verschiebung auf der Welle gesichert angeordnet ist und daß der untere.Lagerschild (5) aus Stahl oder einem Werkstoff ähnlicher Eigenschaft, wie Sphäroguß, gefertigt ist.

2. Motor nach" Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere^% Lager (3) mittels Druckfedern (12), die sich auf dem oberen Lagerschild (6) abstützen, nachgiebig in einer unteren Endlage in seiner Aufnahme-Ausnehmung im Lagerschild gehalten ist. ■ '

5. Motor nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn zeichnet , daß das gesamte Gehäuse (7) des Motors aus Stahl gefertigt ist. "

4. Motor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Ring oder die Mutter )9) auf der am unteren Lagerschild anliegenden Stirnseite Rillen (13) oder Nuten zur Aufnahme

eines Schmiermittels aufweist.