DE102009026621B4

DE102009026621B4 - Verfahren zum Einbauen eines Innenständers für einen Motor

Info

Publication number: DE102009026621B4
Application number: DE102009026621.6A
Authority: DE
Inventors: Lawrence Leroy Kneisel; Aurelian Bahmata
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2026-01-29
Anticipated expiration: 2029-05-30
Also published as: DE102009026621A1; US20090295243A1

Abstract

Baugruppe (10) für einen Motor mit Innenständer, wobei der Motor mit Innenständer ein Kompressormotor in einer Fahrzeugklimaanlage ist, umfassend:
◯ ein Motorgehäuse (12) mit einem offenen Ende (18) und
◯ einen hohlen Ständerhalter (20), der darin angeordnet ist, wobei der Ständerhalter (20) mindestens einen Schlitz (23) aufweist, der darin gebildet ist,
◯ einen Ständer (14), in dem ein Hohlraum (30) gebildet sind, wobei der Ständer (14) auf dem Ständerhalter (20) positioniert ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (14) mindestens eine Ausstülpung (32) aufweist, die in den Hohlraum (30) hineinreicht, wobei die Ausstülpung (32) in dem Schlitz (23) aufgenommen ist, und dass ein Befestigungselement (16) vorhanden ist, das mit dem Ständerhalter (20) zusammengefügt ist, wobei das Befestigungselement (16) eine Radialkraft auf den Ständerhalter (20) ausübt, wodurch der Ständerhalter (20) dazu veranlasst wird, sich aufzuweiten, um den Ständer (14) an dem Ständerhalter (20) zu sichern.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Elektromotoren und insbesondere Verfahren zum Positionieren und Sichern eines Ständers in einem Motor mit Innenständer.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Elektromotoren werden seit langem als Mittel verwendet, um Kompressoren anzutreiben, die bei Klirraanlagen verwendet werden. Der Einfachheit und Kostenersparnis halber wurden Elektromotoren oft in einem gekapselten Kompressorgehäuse integriert, was man als einen hermetisch abgedichteten Kompressor bezeichnet. Ein gekapseltes Gehäuse, das den Elektromotor und den Kompressor enthält, ist vorteilhaft, weil es die Notwendigkeit einer haltbaren Leistungsübertragungsdichtung zwischen dem Elektromotor und dem Kompressor beseitigt. Im Allgemeinen umfasstdas Zusammenbauen des hermetisch abgedichteten Kompressors die Presspassung eines äußeren Ständers in ein offenes Ende einer Hälfte des Kompressorgehäuses, wodurch er an Ort und Stelle befestigt wird. Ein Kompressor mit einem befestigten Innenläufer wird dann an einem anderen offenen Ende einer Hälfte des Kompressorgehäuses befestigt. Das Zusammenbauen des hermetisch abgedichteten Kompressors wird beendet durch das Zusammenfügen der Hälften des Kompressorgehäuses, das Ausrichten von Ständer und Läufer und das Verschweißen der Gehäusehälften, um eine fertige Einheit zu bilden.
Auf Grund der Vorteile der oben genannten äußeren Ständeranordnung wurden Motoren mit Innerständer nicht bei hermetisch abgedichteten Kompressoren verwendet. Zudem stößt man bei Motoren mit Innerständer auf Herstellungsschwierigkeiten, wenn sie in einen hermetisch abgedichteten Kompressor integriert werden. Insbesondere macht eine Innenständeranordnung das Einfügen und Entfernen des Ständers sehr schwierig. Dies ist der Fall wegen der großen Anpresskräfte, die benötigt werden, um den Ständer an einer mittleren Welle zu sichern. Für einen Kompressor, der einen Motor mit Innenständer verwendet, könnten das höhere Drehmoment und die bessere Raumausnutzung, die bei Motoren mit Innenständer vorliegen, von Vorteil sein.
In der JP 2004 - 301 038 A wird ein hermetisch versiegelter elektrischer Kompressor beschrieben.
In der US 6 271 611 B1 wird ein Axialventilatormotorbeschrieben.
In der US 6 376 954 B1 ein hermetischer Kompressor für ein Kühlsystem beschrieben.
In der DE 42 39 754 A1 wird ein Läufer für eine elektrische Maschine mit einem Rotor- bzw. Wicklungspaket und einer dieses tragenden Welle beschrieben.
In der DE 103 14 894 A1 wird eine Kombination einer Basis und eines Achsrohres für einen Motor beschrieben.
Es wäre wünschenswert, über ein Verfahren zu verfügen zum Einbauen eines Ständers in einen Motor mit Innenständer, wobei das Verfahren ein einfaches Einfügen und Entfernen des Ständers erleichtert und das sichere und genaue Einbauen eines Ständers ermöglicht und dabei einer Ständerdrehung während des Motorbetriebs entgegenwirkt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
So wie sie vorliegend durch die Erfindung bereitgestellt werden, wurden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einbauen eines Ständers in einen Motor mit Innenständer, die einer Ständerdrehung während des Motorbetriebs entgegenwirken, die ein sicheres und genaues Einbauen des Ständers ermöglichen und ein einfaches Einfügen und Entfernen des Ständers erleichtern, überraschenderweise entdeckt.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Baugruppe für einen Motor mit Innenständer ein Motorgehäuse mit einem offenen Ende und einem darin angeordneten hohlen Ständerhalter, wobei in dem Ständerhalter mindestens ein Schlitz gebildet ist; einen Ständer, der einen Hohlraum aufweist und auf dem Ständerhalter positioniert ist, wobei der Ständer mindestens eine Ausstülpung aufweist, die mit dem Schlitz zusammenarbeitet; und ein Befestigungselement, das in dem Ständerhalter positioniert ist, wobei das Befestigungselement eine Radialkraft auf den Ständerhalter ausübt und den Ständerhalter dazu veranlasst, sich aufzuweiten, um den Ständer an dem Ständerhalter zu sichern.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst die Baugruppe für einen Motor mit Innenständer ein Motorgehäuse mit einem offenen Ende und einem darin angeordneten hohlen Ständerhalter, wobei in dem Ständerhalter mindestens ein Schlitz gebildet ist; einen Ständer, der einen Hohlraum aufweist und auf dem Ständerhalter positioniert ist, wobei der Ständer mindestens eine Ausstülpung aufweist, die mit dem Schlitz zusammenarbeitet; eine Muffe, die in dem Ständerhalter angeordnet ist, wobei die Muffe zum Eingriff mit einem Werkzeug geeignet ist, um das Befestigungselement aus dem Ständerhalter zu entfernen; und ein Befestigungselement, das in dem Ständerhalter positioniert ist, wobei das Befestigungselement eine Radialkraft auf den Ständerhalter ausübt und den Ständerhalter dazu veranlasst sich aufzuweiten, um den Ständer an dem Ständerhalter zu sichern.
Die Erfindung stellt auch Verfahren zum Einbauen eines Ständers in einem Motor mit Innenständer bereit.
Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Zusammenbauen eines Motors mit Innenständer die folgende Schritte: Bereitstellen eines Motorgehäuses, das ein Gehäuse umfasst, das ein offenes Ende und einen hohlen Ständerhalter, der in dem Gehäuse angeordnet ist, aufweist, wobei der Ständerhalter mindestens einen Schlitz aufweist, der darin gebildet ist; Bereitstellen eines Ständers mit einem Hohlraum, wobei der Ständer mindestens eine Ausstülpung aufweist, die mit dem Schlitz zusammenarbeitet; Bereitstellen eines Befestigungselements; Ausrichten der Ausstülpungen des Ständers mit den Schlitzen des Ständerhalters; Anordnen des Ständers auf dem Ständerhalter; und Positionieren des Befestigungselements in dem Ständerhalter, wobei das Befestigungselement eine Radialkraft auf den Ständerhalter ausübt, um den Ständerhalter zu veranlassen, sich aufzuweiten und den Ständer an dem Ständerhalter zu sichern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen sowie weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann ohne Weiteres nach dem Durchlesen der nachstehenden ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervorgehen, wenn sie mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen gesehen wird. Es zeigen:

1 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht einer Baugruppe für einen Motor mit Innenständer, die ein Motorgehäuse, einen Ständer und ein Befestigungselement umfasst.
2 eine perspektivische Querschnittsansicht der Baugruppe für den Motor mit Innenständer, wie in 1 abgebildet.
3 eine perspektivische Querschnittsansicht einer Baugruppe für einen Motor mit Innenständer nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
4 eine teilweise auseinander gezogene perspektivische Ansicht der Baugruppe für den Motor mit Innenständer, wie in 3 abgebildet.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
Die nachstehende ausführliche Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen beschreiben und erläutern ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Beschreibung und Zeichnungen dienen dazu, es dem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung durchzuführen und zu benutzen, und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung auf irgendeine Art und Weise einzuschränken. Es versteht sich, dass andere als die beschriebenen Sachmittel verwendet werden können, ohne Geist und Umfang der Erfndung zu verlassen. Mit Bezug auf die offenbarten Verfahren sind die vorgestellten Schritte beispielhaft, und somit ist die Reihenfolge der Schritte weder notwendig noch ausschlaggebend.
1 zeigt eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht einer Baugruppe 10 für einen Motor mit Innenständer nach einer Ausführungsform der Erfindung. Die Baugruppe 10 umfasst ein Motorgehäuse 12, einen Ständer 14 und ein Befestigungselement 16. Das Motorgehäuse 12, der Ständer 14 und das Befestigungselement 16 arbeiten zusammen, um eine Baugruppe 10 für einen Motor mit Innenständer zu bilden. Das Motorgehäuse 12 kann aus einem beliebigen herkömmlichen Material, wie z.B. Aluminium, hergestellt werden. Zusätzlich kann das Motorgehäuse 12 in einem beliebigen herkömmlichen Prozess, wie etwa Gießen, hergestellt werden. Das Motorgehäuse 12 verfügt über ein offenes Ende 18, in dem der Ständer 14 und das Befestigungselement 16 aufgenommen werden. Ein hohler Ständerhalter 20 ist in dem Motorgehäuse 12 gebildet. Der Ständerhalter 20 kann mit einem Außenwandorgan 22 einstückig gebildet sein. Mindestens ein Schlitz 23 ist in dem Ständerhalter 20 gebildet. Bei der gezeigten Ausführungsform sind drei Schlitze 23 gebildet. Der Ständerhalter 20 kann ferner durch das Hinzufügen einer oder mehrerer Öffnungen gekennzeichnet sein, in die eine (nicht gezeigte) Verdrehsicherung eingefügt wird. Es versteht sich, dass die Baugruppe 10 für einen Motor mit Innenständer mit einem Kompressorgehäuse für die Verwendung in einem hermetisch abgedichteten Kompressor für eine Fahrzeugklimaanlage gekoppelt sein kann.
Der Ständer 14 umfasst eine mittlere Nabe 24 und Wicklungen 26. Die mittlere Nabe 24 kann aus einem beliebigen herkömmlichen Material, wie z.B. Aluminium, gefertigt werden und umfasst eine radiale Reihe von Wickelköpfen 28. Wie gezeigt, weisen die Wickelköpfe 28 einen T-förmigen Querschnitt auf, aber andere Formen können je nach Bedarf verwendet werden. DieWicklungen 26 sind auf den Wickelköpfen 28 so angeordnet, wie es nötig ist, um zur Erzeugung von magnetischen Kräften für den Betrieb des vollständigen Elektromotors zu führen. Ein Hohlraum 30 in dem Ständer nimmt den Ständerhalter 20 auf. Der Hohlraum 30 weist mindestens eine Ausstülpung 32 auf, die dazu geeignet ist, um in dem Schlitz 23 aufgenommen zu werden, um einer Drehung des Ständers 14 auf dem Ständerhalter 20 entgegenzuwirken.
Das Befestigungselement 16 ist dazu geeignet, um in dem Ständerhalter 20 aufgenommen zu werden, wie in 2 gezeigt. Bei der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform umfasst der Ständerhalter 20 einen kreisförmigen Sitz 34, um beim Positionieren des Befestigungselements 16 zu helfen. Das Befestigungselement 16 kann ein Tragring sein, wie gezeigt, ein Teil eines Kugellagers oder je nach Bedarf ein anderes Befestigungselement. Wenn ein Tragring als Befestigungselement 16 verwendet wird, wird ein (nicht gezeigter) Läufer mit dem Lager gekoppelt, wodurch die Notwendigkeit eines separaten Befestigungselements entfällt.
2 zeigt eine fertige Baugruppe 10. Die Baugruppe der Bauteile beginnt mit dem Positionieren des Ständers 14 auf dem Ständerhalter 20. Mindestens eine Ausstülpung 32 arbeitet mit dem Schlitz 23 zusammen, um den Ständer 14 mit dem Motorgehäuse 12 fluchtend auszurichten. Nachdem der Ständer 14 vollständig in das Motorgehäuse 12 eingesetzt wurde, wird das Befestigungselement 16 in dem Ständerhalter 20 positioniert, um eine Radialkraft auf den Ständerhalter 20 auszuüben. Die Radialkraft veranlasst den Ständerhalter 20 dazu, sich aufzuweiten, wodurch der Ständer 14 befestigt wird.
3 und 4 zeigen eine Baugruppe 10' eines Motors mit Innenständer gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau, der sich aus der Beschreibung von 1 und 2 wiederholt, urrfasst die gleichen Bezugsnummern und einen Strich ('). Eine Gewinderruffe 40 ist in dem Ständerhalter 20' angeordnet. Die Muffe 40 stellt einen Befestigungspunkt für ein Werkzeug 42 zum Entfernen des Befestigungselements bereit. Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Muffe 40 in den Ständerhalter 20' eingepresst, nachdem der Ständer 14' auf dem Ständerhalter 20' positioniert wurde, um einer Bewegung der Muffe 40 während des Motorbetriebs entgegenzuwirken. Wenn der Motor gewartet und der Ständer 14' entfernt werden muss, wird das Werkzeug 42 zum Entfernen des Befestigungselements durch das Befestigungselement 16' hindurch eingefügt und mit der Muffe 40 in Eingriff gebracht. Es wird eine Kraft auf das Werkzeug 42 zum Entfernen des Befestigungselements ausgeübt, um die Muffe 40 und das Befestigungselement 16' von dem Ständerhalter 20' zu entfernen, wodurch der Ständer 14' von dem Motorgehäuse 12' entfernt werden kann.
Ein Verfahren zum Zusammenbauen eines Motors mit Innenständer, der das Motorgehäuse 12, den Ständer 14 und das Befestigungselement 16 umfasst, erleichtert das sichere und genaue Einbauen des Ständers 14. Das Verfahren kann ferner eine Muffe 40 bereitstellen, die in dem Ständerhalter 20 angeordnet ist, wobei die Muffe 40 zum Eingriff mit einem Befestigungselement-Entfernungswerkzeug 42 zum Entfernen des Befestigungselements 16 von dem Ständerhalter 20 geeignet ist. Das Verfahren wirkt auch einer Drehung des Ständers 14 während des Motorbetriebs entgegen und erleichtert dabei ein einfaches Einfügen und Entfernen des Ständers 14, je nach der Position des Befestigungselements 16. Das Verfahren beseitigt die Notwendigkeit eines schwierigen mechanischen Pressens des Ständers 14 auf den Ständerhalter 20, wodurch ein Motor mit Innenständer in einem hermetisch abgedichteten Kompressor verwendet werden kann.
Aus der vorstehenden Beschreibung kann der Fachmann ohne Weiteres die wesentlichen Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ermitteln und, ohne ihren Geist und Umfang zu verlassen, diverse Änderungen und Modifikationen an der Erfindung vomehmen, um sie verschiedenen Anwendungen und Verhältnissen gemäß dem Umfang der beigefügten Ansprüche anzupassen.

Claims

Baugruppe (10) für einen Motor mit Innenständer, wobei der Motor mit Innenständer ein Kompressormotor in einer Fahrzeugklimaanlage ist, umfassend: ◯ ein Motorgehäuse (12) mit einem offenen Ende (18) und ◯ einen hohlen Ständerhalter (20), der darin angeordnet ist, wobei der Ständerhalter (20) mindestens einen Schlitz (23) aufweist, der darin gebildet ist, ◯ einen Ständer (14), in dem ein Hohlraum (30) gebildet sind, wobei der Ständer (14) auf dem Ständerhalter (20) positioniert ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (14) mindestens eine Ausstülpung (32) aufweist, die in den Hohlraum (30) hineinreicht, wobei die Ausstülpung (32) in dem Schlitz (23) aufgenommen ist, und dass ein Befestigungselement (16) vorhanden ist, das mit dem Ständerhalter (20) zusammengefügt ist, wobei das Befestigungselement (16) eine Radialkraft auf den Ständerhalter (20) ausübt, wodurch der Ständerhalter (20) dazu veranlasst wird, sich aufzuweiten, um den Ständer (14) an dem Ständerhalter (20) zu sichern.
Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der Ständerhalter (20) drei Schlitze (23) umfasst, die darin gebildet sind.
Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ständerhalter (20) mit einem Außenwandorgan (22) einstückig gebildet ist.
Baugruppe nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei der Ständerhalter (20) mit einer oder mehrerer Öffnungen zum Einfügen von Verdrehsicherungen versehen ist.
Baugruppe nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei der Ständerhalter (20) einen kreisförmigen Sitz (34) aufweist, der das Positionieren des Befestgungselements (16) unterstützt.
Baugruppe nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei eine Muffe (40) in dem Ständerhalter (20) angeordnet ist, wobei die Muffe (40) zum Eingriff miteinem Werkzeug vorgesehen ist, um das Befestigungselement (16) aus dem Ständerhalter (20) zu entfernen.
Baugruppe nach Anspruch 6, wobei die Muffe (40) eine Gewindemuffe ist, die in dem Ständerhalter (20) durch Presspassung angeordnet ist.
Baugruppe nach Anspruch 1, wobei das Befestigungselement (16) ein Tragring ist.
Baugruppe nach Anspruch 8, wobei das Befestigungselement (16) ein Teil eines Kugellagers zur Kopplung des Läufers mit dem Kugellager ist.
Baugruppe nach Anspruch 1, wobei das Motorgehäuse (12) aus Aluminium gefertigt ist.
Verfahren zum Zusammenbauen einer Baugruppe (10) für einen Motor mit Innenständer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend folgende Schritte: o Bereitstellen eines Motorgehäuses (12) mit einem offenen Ende (18) und eines hohlen Ständerhalters (20), der in dem Motorgehäuse (12) angeordnet wird, wobei der Ständerhalter (20) mindestens einen Schlitz (23) aufweist, der darin gebildet ist; ◯ Bereitstellen eines Ständers (14) mit einem Hohlraum (30), wobei der Ständer (14) mindestens eine Ausstülpung (32) aufweist, die dazu vergesehen ist, in dem Schlitz (23) aufgenommen zu werden; ◯ Bereitstellen eines Befestigungselements (16); ◯ Ausrichten der Ausstülpung (32) des Ständers (14) mit den Schltzen (23) des Ständerhalters (20); ◯ Anordnen des Ständers (14) auf dem Ständerhalter (20); und ◯ Positionieren des Befestigungselements (16) in dem Ständerhater (20), wobei das Befestigungselement (16) eine Radialkraft auf den Ständerhalter (20) ausübt, um den Ständerhalter (20) zu veranlassen sich aufzuweiten und den Ständer (14) an dem Ständerhalter (20) zu sichern.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei eine Einfügung einer Muffe (40) in den Ständerhalter (20) vor dem Positionieren des Befestigungselements (16) an dem Ständerhalter (20) durchgeführt wird, wobei die Muffe (40) zum Eingriff mit einem Werkzeug vorgesehen ist, um das Befestigungselement (16) wieder aus dem Ständerhalter (20) zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Einfügung als eine Presspassung einer als Gewindemuffe ausgebildeten Muffe (40) in dem Ständerhalter (20) durchgeführt wird.