DE10217103A1

DE10217103A1 - Schutzeinrichtung für Motorlager

Info

Publication number: DE10217103A1
Application number: DE10217103A
Authority: DE
Inventors: Daniel F Mccauley; David B Finkenbinder; Daniel L Kirtz
Original assignee: Ametek Inc
Current assignee: Ametek Inc
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2003-11-06
Also published as: CA2381881A1; CN1455117A; JP2003314697A; CN1299010C; US6472786B1

Abstract

Eine Lagerschutzanordnung schützt einen eine Drehwelle aufweisenden Motor. Der Motor enthält ein auf der Welle getragenes Lager mit einer dem Motor zugewandten und einer dem Motor abgewandten Seite. Ein Trägerelement befindet sich benachbart zu der dem Motor abgewandten Seite des Lagers um die Welle herum. Ein Halteelement umgibt die Welle, das Halteelement und das Trägerelement und bildet um die Welle herum einen ringförmigen Hohlraum. Eine schmiermittelfreie Dichtung wird in dem ringförmigen Hohlraum gehalten und kann zusammengedrückt werden und verhindert das Wandern von Feuchtigkeit entlang der Welle zu dem Lager hin. Die Dichtung ist vorzugsweise aus expandiertem Polytetrafluorethylen gefertigt. Alternative Ausführungsformen ermöglichen das Anordnen und Festlegen der Dichtung in verschiedener Weise in Bezug auf das Lager.

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft das Gebiet von Bypass-Saugmotoren. Insbesondere betrifft die Erfindung Lagerschutzsysteme für Bypass-Motoren, die bei Wasser-Saugreinigern, wie sie zum Aufnehmen von Verunreinigungen eingesetzt werden, oder auf Wasserbasis arbeitenden Teppichreinigungsgeräten eingesetzt werden. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Lagerschutzsystem, welches verhindert, daß mit Wasser oder Feuchtigkeit beladene Luft ein Lager berührt, wobei das Schutzsystem die zum Betreiben des Unterdrucksystems verwendete Arbeitsluft nicht verunreinigt.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Derzeit werden einige Typen von Reinigungsvorrichtungen Wasser oder Feuchtigkeit ausgesetzt. Insbesondere arbeiten Naß/Trocken-Unterdruckreinigungsgeräte, so zum Beispiel die üblichen Staubsauger und Teppichreiniger in einer Umgebung, in der der von der zu reinigenden Oberfläche abgezogene Schmutz in einem Gemisch aus Luft und Wasser enthalten ist. Um zu verhindern, daß mit Feuchtigkeit versetzte Luft in den Unterdruckmotor eintritt, werden typischerweise sogenannte Bypass-Motoren eingesetzt. Wie bekannt, ist eine Bypassmotor/Gebläseanordnung eine Anordnung, in der die durch ein Arbeitsluftgebläse erzeugte Arbeitsluft von dem Motor bewegt wird, von diesem allerdings total getrennt ist. Der Motor selbst besitzt ein separates Motorkühlungs- Luftgebläse, das Kühlungsluft über den Motoranker und die Wicklung bewegt. In jedem Fall nehmen die Arbeitsluft und die Motor-Kühlungsluft vollständig getrennte Wege und vermischen sich nicht, ausgenommen möglicherweise im Auslaßbereich.
Bypass-Motoren besitzen typischerweise einen Arbeitsluftgebläse an einem Ende einer Motor/Gebläse-Welle, wobei das Gebläse sich in einer Gebläseumhüllung dreht. Ein Ende der Gebläseumhüllung besitzt einen Lufteinlaß, während sich am Umfang oder an der Peripherie der Umhüllung mehrere voneinander beabstandete Auslaßöffnungen oder ein tangentiales Auslaßrohr befindet. Die Einlaßöffnung steht in Verbindung mit einer Vakuumkammer in dem Reinigungsgerät, während die Auslaßöffnungen mit der Umgebungsluft in Verbindung stehen. Die Motorumhüllung definiert eine Kammer, in der sich das Gebläse dreht. Nachdem die Kammer unter Druck gesetzt ist, findet die darin befindliche Luft schließlich ihren Weg zu den Auslaßöffnungen. Demzufolge nimmt das Arbeitsluftgebläse von der Vakuumkammer mit Feuchtigkeit versetzte Luft auf und gibt sie in die Umgebungsluft ab.
Insbesondere bei Anwendungen, bei denen Feuchtigkeit in der Arbeitsluft vorherrscht, wurde herausgefunden, daß die Feuchtigkeit in das Motorgehäuse gelangt und Störungen hervorruft. Insbesondere treten solche Störungen typischerweise dann auf, wenn die Welle in einem Lager drehbar aufgenommen ist. Die Feuchtigkeit berührt das Lager und veranlaßt schließlich eine Schmiermittelverschlechterung und einen Schmiermittelverlust und Rost, der wiederum Ursache ist für eine Störung des Lagers und schließlich für ein Klemmen der Motorwelle und ein Ausbrennen des Motors.
Es hat bereits zahlreiche Entwurfsmodifikationen gegeben, die versucht haben, das Eintreten von Feuchtigkeit in den Lagerbereichen zu verhindern. Eine Modifikation macht von einer mit Schmiermittel und/oder Öl geschmierten Synthetikgummidichtung Gebrauch, die sich auf der Welle zwischen dem Luftstromweg und dem Lager befindet. Das Schmiermittel ist erforderlich, da die Motorwelle sich typischerweise mit sehr hoher Drehzahl dreht. Allerdings enthält die mit Feuchtigkeit versetzte Luft möglicherweise eine gewisse Menge eines sehr starken Detergens, welches den Schmierstoff emulgiert, das Gleitmaterial austrocknet und die Dichtung angreift, so daß schließlich Feuchtigkeit entlang der Welle zu dem Lager gelangt. Darüber hinaus vermischt sich das Detergens mit dem Schmieröl und wird dann zu den in die Umgebung führenden Auslaßöffnungen ausgetragen, so daß es zu Schmutzflecken oder Ölflecken auf dem Boden kommt, auf dem das Reinigungsgerät eingesetzt wird. Dies ist sehr unangenehm für den Benutzer und wird als Hauptproduktfehler des Reinigungsgeräts angesehen. Folglich haben sich Synthetikgummi-Dichtungen als Lagerschutzeinrichtung als etwas uneffektiv erwiesen.
Eine alternative Ausgestaltung ist die Verwendung einer federbelasteten Kohlenstoff- Graphit-Auf-Keramik-Dichtung. Diese werden typischerweise nur bei Spezialgeräten niedriger Drehzahl eingesetzt, bei denen das Ausstoßen von Dichtungsverschleiß- Schmutz nicht stört. Wenn sich die Kohlenstoff-Graphit-Auf-Keramik-Dichtungen verschleißen, neigen sie zum "Verstauben", so daß feiner, dunkler Schmutz möglicherweise den zu reinigenden Bereich verschmutzt.
Eine der mehreren wirksamen Alternativen zum Abdichten eines Arbeitsluftgebläses gegenüber dem Motor besteht in dem Einsatz eines Luftdichtungs-Lagerschutzsystems. Dieses System macht Gebrauch von einem Überdruck in dem Bereich des Lagers, demzufolge Verunreinigungen, die sich in dem Arbeitsluftweg befinden, von dem Lager ferngehalten werden. Ein Gummi-Rückschlagventil verhindert, daß Feuchtigkeit in dem Motor unter statischen oder Ruhebedingungen zurückgelangt. Obschon das Luftdichtungs- Lagerschutzsystem sich als wirksam erwiesen hat, macht es doch eine Vergrößerung und Verlängerung des Motorgehäuses erforderlich und bedeutet damit eine signifikante Steigerung der Werkzeugkosten.
Aus dem oben Gesagten ist ersichtlich, daß im Stand der Technik Bedarf besteht an einer Trockendichtung, also einer Dichtung ohne Schmiermittel auf Ölbasis - die langlebig und effektiv ist, und die bei Zerstörung keinen Staub oder Teilchenmaterial austreibt, welches die zu reinigende Fläche beschädigt.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist also ein Ziel der Erfindung, eine Lagerschutzeinrichtung für Motoren anzugeben.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine für Motoren mit einer in einem Lager drehbar aufgenommenen Drehwelle zu verwendende Einrichtung anzugeben, wobei die Welle ein Arbeitsluftgebläse dreht, welches einen Arbeitsluftstrom erzeugt, der von dem Lager und von dem Motor getrennt gehalten wird.

Man sieht, daß diese Trennung mit einem Gebläse-Endträger erreicht werden kann, der mit einem Diffusor gekoppelt sein kann.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Anordnung der oben genannten Art anzugeben, bei der eine trockene, ungeschmierte Dichtung zwischen einem Klemmelement und einem Halteelement angeordnet ist, um die nutzbare Lebensdauer des Lagers und mithin des Motors deutlich zu steigern. Der Innendurchmesser der Dichtung steht zumindest in Reibungseingriff mit dem Außendurchmesser der Drehwelle oder eines dazugehörigen drehenden Elements.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Anordnung der oben genannten Art anzugeben, bei der die trockene, nicht geschmierte Dichtung aus einem Material wie zum Beispiel expandiertem Polytetrafluorethylen gefertigt ist, welches für Wasser und Reinigungsmittel undurchlässig ist, aber im übrigen auch nach erheblichem Verschleiß nicht zerstört wird.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Anordnung der oben genannten Art anzugeben, bei der der Außenumfang der Dichtung zusammengedrückt wird, um den Innenumfang der Dichtung unter Erhöhung der Kontaktkraft mit der drehenden Welle zu vergrößern.

Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung der oben genannten Art, bei der sich die Dichtung zwischen dem Lager und dem Arbeitsluftweg befindet. Die Dichtung kann so positioniert sein, daß ihr Innendurchmesser in paralleler oder rechtwinkliger Berührung mit der drehenden Welle steht, abhängig davon, welche Anordnung die beste Leistung für die Motoranordnung ergibt.

Die oben genannten sowie weitere Ziele der Erfindung, die sich im Zuge der detaillierten Beschreibung ergeben, werden erreicht durch eine Lagerschutzanordnung für einen Motor mit einer Drehwelle, wobei die Anordnung aufweist: ein auf der Welle getragenes Lager mit einer dem Motor zugewandten und einer dem Motor abgewandten Seite, ein der abgewandte Lagerseite benachbartes Halteelement, das um die Welle herum angeordnet ist, ein um die Welle herum angeordnetes Klemmelement, wobei das Klemmelement und das Halteelement einen ringförmigen Hohlraum um die Welle herum bildet, und eine nicht geschmierte Dichtung, die in dem ringförmigen Hohlraum aufgenommen ist und die das Wandern von Feuchtigkeit in Richtung des Lagers entlang der Welle verhindert.

Weitere Aspekte der Erfindung werden durch eine Motoranordnung mit einem Lagerschutzsystem erreicht, umfassend einen Motor mit einer Drehwelle, einem das Lager an der Welle haltenden Träger, einer an dem Lager befestigten Klemme und einer zwischen dem Träger und der Klemme aufgenommenen Dichtung, die verhindert, daß Feuchtigkeit zu dem Lager wandert.

Diese und weitere Ziele der Erfindung sowie deren Vorteile gegenüber Ausgestaltungen im Stand der Technik, die aus der folgenden Beschreibung ersichtlich werden, werden erreicht durch die im folgenden beschriebenen und beanspruchten Verbesserungen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Für ein vollständiges Verständnis der Ziele, Methoden und der Struktur gemäß der Erfindung sollte auf die folgende detaillierte Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Motoranordnung in teilweise geschnittener Darstellung, hergestellt gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Detailansicht eines Lagerschutzsystems in teilweise geschnittener Darstellung und eingesetzt bei der Motoranordnung sowie hergestellt gemäß den erfindungsgemäßen Konzepten;
Fig. 2A eine Draufsicht auf eine Dichtung, die erfindungsgemäß eingesetzt wird;
Fig. 3 eine teilweise geschnittene zerlegte Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes alternatives Lagerschutzsystem;
Fig. 3A eine zerlegte und teilweise geschnittene Draufsicht einer weiteren Alternative für ein erfindungsgemäßes Lagerschutzsystem;
Fig. 3B eine zerlegte, teilweise geschnittene Draufsicht auf eine noch weitere, alternative Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 eine zerlegte, teilweise geschnittene Draufsicht auf eine noch weitere alternative Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 5 eine detaillierte Ansicht, die die Dichtung in einer alternativen Lage zeigt.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In Fig. 1 ist durch das Bezugszeichen 10 allgemein eine Bypass-Motoranordnung bezeichnet, die nach den Konzepten der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Die Motoranordnung 10 enthält einen Motor 12, der ein Feld 14 in betrieblicher Relation zu einem Anker 16 bereitstellt. Der Motor 12 dreht sich bei Erregung um eine Welle 18. Die Welle 18 besitzt einen Außendurchmesser 20, der in engen Fertigungstoleranzen gehalten wird.
Der Hauptzweck der Bypass-Motoranordnung 10 besteht darin, eine Arbeitsluft- Gebläseanordnung zu betreiben, die allgemein mit dem Bezugszeichen 22 versehen ist. Die Arbeitsluft-Gebläseanordnung 22 enthält ein Arbeitsluftgebläse 26, das mit der Welle 18 gekoppelt ist. Die Anordnung 22 kann einen Diffusor 28 enthalten, der an einem Gebläseendträger 30 durch mehrere Befestigungselemente 31 befestigt ist. Eine Haube 32 befindet sich über dem Diffusor 28 und dem Endträger 30 und schließt das Arbeitsluftgebläse 26 ein. Die Haube 32 enthält ein Augenloch 36 an einer zentral befindlichen Stelle an einem Ende der Haube. Mehrere Auslaßöffnungen 38 sind um den Außenumfang der Haube 32 angeordnet. Wenn sich das Arbeitsluftgebläse 36 dreht, wird allgemein mit dem Bezugszeichen 40 bezeichnete Arbeitsluft in das Augenloch 36 eingezogen. Abhängig von dem Einsatzgebiet kann die Arbeitsluft mit Feuchtigkeit versetzte Luft sein, die Reinigungslösungsmittel und dergleichen enthält. Die Arbeitsluft 40 wird axial in das Arbeitsluftgebläse 26 eingezogen und anschließend radial aus den Auslaßöffnungen 38 ausgetrieben. Man sieht, daß die Bypass-Motoranordnung 10 vertikal oder horizontal orientiert sein kann, abhängig von dem jeweiligen Einsatzzweck. Es hat sich herausgestellt, daß bei horizontaler Orientierung der Motoranordnung 10 die Wahrscheinlichkeit dafür, daß Feuchtigkeit entlang der Welle 18 kriecht, stark erhöht ist, während bei vertikaler Orientierung die Feuchtigkeit auf natürlichem Weg in Richtung des Augenlochs 36 weg von dem Motor 12 wandert.
An dem entgegengesetzten Ende der Gebläseanordnung 22 befindet sich ein Kommutator-Endträger 50, der die Welle 18 umgibt. Zwischen dem Kommutator-Endträger 50 und einem von der Welle 18 getragenen Kommutatorlager 54 befindet sich eine Lastfeder 52. Die Motoranordnung 10 kann außerdem ein Kühlgebläse 56 enthalten, welches Luft über das Feld 14 und den Anker 16 zieht, um den Motor 12 während seines Betriebs abzukühlen. Der Fachmann erkennt, daß die von dem Kühlgebläse 56 erzeugte Kühlungsluft getrennt und entfernt ist von der Arbeitsluft, die von dem Arbeitsluftgebläse 26 bewegt wird.
Wie allgemein in Fig. 1 zu erkennen ist und insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird von der Welle 18 zwischen der Arbeitsluft-Gebläseanordnung 22 und dem Motor 12 ein allgemein mit dem Bezugszeichen 16 versehenes Lagerschutzsystem getragen. Eine Mutter 62 hält das Arbeitsluftgebläse 26 an dem einen Ende der Welle 18 fest. Zwischen der Mutter 62 und dem unteren Gebläse-Scheibenflügel des Gebläses 26 befindet sich eine Gebläse-Beilagscheibe 64. Wenn sich also die Welle 18 dreht, dreht sich das Arbeitsluftgebläse 26 in dieselbe Richtung. Auf der Welle 18 befindet sich in aus dem Stand der Technik bekannter Art ein Lager 63. Das Lager 63 hat die Aufgabe, ein glattes und freies Drehen der Welle 18 während des Betriebs zu garantieren. Zwischen dem Lager 63 und dem Arbeitsluftgebläse 26 gibt es entlang der Welle 18 verschiedene Elemente des Lagerschutzsystems 60, die sicherstellen, daß jegliche mit Feuchtigkeit versetzte Luft, die von der Arbeitsluft bewegt wird, nicht entlang der Welle oder irgendeinem anderen angeschlossenen Teil wandert, um den Betrieb des Lagers 63 zu stören. Folglich befindet sich eine Gebläse-Beilagscheibe 64 zwischen dem eine Gebläse-Beilagscheibe 64 zwischen dem Arbeitsluftgebläse 26 und der Mutter 62. Eine Wellen-Beilagscheibe 66 befindet sich an der Unterseite des Arbeitsluftgebläses 26, um dieses baulich abzustützen. Ein Distanzstück 68 befindet sich zwischen der Wellen- Beilagscheibe 66 und dem Innenumfang des Lagers 63. Man sieht, daß das Distanzstück 68 im Preßsitz auf die Welle 18 aufgebracht und insoweit zwischen der Wellen- Beilagscheibe 66 und dem Lager 63 gehalten wird und sich zusammen mit der Welle 18 dreht, wenn der Motor 12 erregt wird. Wenn mit Feuchtigkeit versetzte Arbeitsluft von dem Gebläse 26 nicht ausgetrieben wird, so sammelt sie sich wahrscheinlich zwischen der Unterseite des Gebläses und dem Diffusor 28. Dementsprechend wird bei dieser Ausführungsform jegliche Wanderung von Feuchtigkeit ihren Weg entlang dem Außendurchmesser des Distanzstücks 68 nehmen, und nicht entlang dem Außendurchmesser der Welle 18.
Das Lager 63 wird an seiner gegenüberliegenden Innenumfangsseite oder dem inneren Laufring von einer Wellenstufe 72 abgestützt. Wenn also die Mutter 62 angezogen wird, wird das Lagerschutzsystem 60 zwischen der Mutter 62 und der Wellenstufe 72 eingefangen. Der Diffusor 28, der dazu eingesetzt werden kann, die radiale Verteilung der Arbeitsluft in der oben beschriebenen Weise zu unterstützen, enthält einen Diffusor- Klemmring 74, der um den Außendurchmesser des Distanzstücks 68 herum angeordnet ist. Der Diffusor-Klemmring 74 kann auch als Klemm- oder Halteelement bezeichnet werden. Der Diffusor 28 besitzt einen Diffusor-Innendurchmesser 76, dessen Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser 78 des Distanzstücks. Folglich befindet sich ein Diffusor-Spalt 80 zwischen dem Innendurchmesser 76 und dem Außendurchmesser 78 des Distanzstücks.
Der Endträger 30 enthält einen Endträgerring 84, der auch als Trägerelement bezeichnet werden kann. Der Endträgerring 84 besitzt einen Innendurchmesser 86, der eine Lücke 88 zwischen dem Innendurchmesser 86 und dem Außendurchmesser 78 des Distanzstücks bildet. Der Endträgerring 84 und der Diffusor-Klemmring 74 bilden zwischen sich eine Ausnehmung 90.
Eine allgemein mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnete Dichtung befindet sich in der Ausnehmung 90 und wird zwischen dem Diffusor-Klemmring 74 und dem Endträgerring 84 gehalten oder eingefangen. Die Dichtung 100 wird vorzugsweise aus einem Material wie expandiertem Polytetrafluorethylen (E-PTFE) von der Firma W. L. Gore & Associates, vertrieben unter der Handelsbezeichnung Gore-Tex® hergestellt. Die Dichtung 100 ist insofern trocken, als sie nicht mit Schmieröl versehen ist, wie dies bei Dichtungen üblich ist, die dazu eingesetzt werden, drehende Teile zu umgeben. Wie am besten aus Fig. 2A ersichtlich ist, ist die Dichtung 100 ein relativ flaches Stück 102 mit einem durchgehenden Loch 104. Die Dichtung 100 besitzt einen Außendurchmesser 106 und einen Innendurchmesser 108, der typischerweise etwas kleiner ist als der Außendurchmesser 78 des Distanzstücks. Der Innendurchmesser bildet damit einen Sitz mit Übermaß oder eine Reibungspassung um das Distanzstück 78 herum. Der Innendurchmesser ist durch einen Formschnitt (durch Stanzen), durch einen Laserschnitt oder durch einen Hochdruckwasserschnitt gebildet. Der Fachmann sieht, daß der Innendurchmesser 108 bezüglich des Außendurchmessers des Distanzstücks konzentrisch sein muß, so daß sich keine Lücken zwischen dem Innendurchmesser 108 und dem Außendurchmesser des Distanzstücks, der Welle oder des diese umgebenden Teils ergeben. Die Dichtung 100 kann eine Dicke 110 haben, die größer ist als der Abstand zwischen dem Ring 74 und dem Ring 84. Der Fachmann erkennt, daß eine E-PTFE-Dichtung in der Lage ist, hohe Temperaturen ohne Verformung zu ertragen, demzufolge die Drehung der Welle keinen abträglichen Einfluß auf ihre Dichtungseigenschaften besitzt. Darüber hinaus ist das Material ziemlich nachgiebig und kann verschiedenen auf sie einwirkenden Spannungen und Beanspruchungen widerstehen. Wenn die Dicke 110 etwas größer ist als der Abstand zwischen den Ringen 74 und 84, wird der Außenumfang der Dichtung etwas komprimiert, wenn die Dichtung zwischen den Ringen eingefangen ist. Dies bewirkt eine Ausdehnung des Innenumfangs unter Abdichtung der Diffusor-Lücke 80 und der Trägerlücke 88 und bewirkt einen zusätzlichen Eingriff mit dem Distanzstück. Dies erleichtert zusätzlich den engen Sitz zwischen dem Innendurchmesser der Dichtung und dem Außendurchmesser des Distanzstücks. Zwischen der Unterseite des Rings 84 befindet sich eine Träger- Beilagscheibe 114, die wiederum von einem Trägerbeilagscheiben-Polster 116 gehaltert wird, das sich am Außenumfang des Außenrings des Lagers 63 befindet.
Ein anfängliches Testen des Lagerschutzsystems 60 zeigt, daß die Lebensdauer des Lagers gesteigert ist. Es wird angenommen, daß das Dichtungsmaterial im Stande ist, die Feuchtigkeit umzulenken, ohne daß es zu irgendeiner Wanderung der Feuchtigkeit entlang dem Außendurchmesser des Distanzstücks kommt. Darüber hinaus besteht die Dichtung aus einem Material, welches keine Schmierung erfordert, so daß es sich bei Berührung mit Reinigungsmaterialien, die möglicherweise von der mit Feuchtigkeit versetzten Luft durch das Arbeitsluftgebläse getragen wird, nicht verschlechtert. Hierdurch verringert sich die Möglichkeit einer Beschädigung der zu reinigenden Oberfläche durch verbrauchtes Dichtungs-Schmiermittel oder Schmiermaterial deutlich.
Nunmehr auf Fig. 3 bezugnehmend, ist ein alternatives Lagerschutzsystem allgemein mit dem Bezugszeichen 120 versehen. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform ist das Lagerschutzsystem an der Motorwelle 18 mit Hilfe einer (nicht gezeigten) Sperrmutter befestigt. Bei dieser Ausführungsform enthält ein Distanzstück 128 einen Flansch 130, der benachbart zur Unterseite des Gebläses angeordnet ist. Gegenüber dem Flansch 130 befindet sich ein Distanzstückende 134, das von einem Innenumfang eines Lagers 138 getragen wird. Eine abgewandte Seite des Innenumfangs des Lagers 138 wird von einer Wellenlippe 140 gehaltert, die Teil der Motorwelle 18 ist.
Ein Basisträger 144 hält den Außendurchmesser des Lager-Laufrings 138. Insbesondere enthält der Basisträger 144 eine Nabe 146 mit einer Naben-Innenfläche 148, die einen beträchtlichen Teil des Außendurchmessers des Lagers 138 umschließt. Die Nabe 146 bildet zwischen der Welle 18 einen Spalt 150. Die Nabe 146 bildet außerdem eine Naben- Außenfläche 152 und einen sich nach innen erstreckenden Nabenkranz 154. Mehrere Trägerkissen 155 können zwischen der Unterseite des Nabenkranzes 154 und dem Außenumfang des Lagers 138 angeordnet sein. Die Dichtung 100 befindet sich auf dem Nabenkranz 154, der als Trägerelement fungiert. Eine Stahl-Beilagscheibe 158 ist konzentrisch an der Dichtung 100 angeordnet. Um die Dichtung 100 und die Beilagscheibe 158 zu halten, befindet sich über ihnen ein Klemmdeckel 160. Der Klemmdeckel 160 besitzt eine Seite 162 mit einem Innendurchmesser, der etwas kleiner ist als die Außenfläche 152 der Nabe. Der Klemmdeckel 160 besitzt ein flaches Stück 164, das sich im wesentlichen rechtwinklig von der Seite 162 aus erstreckt und ein durchgehendes Loch 166 aufweist, das größer ist als der Außendurchmesser der Welle 18. Der Klemmdeckel 160 hält die Beilagscheibe 158 und die Dichtung 100 an Ort und Stelle, so daß sein Innendurchmesser mit dem Außendurchmesser des Distanzstücks 132 übereinstimmt. In anderen Worten: der Deckel 160 sitzt im Preßsitz auf der Nabe 146, um die Dichtung 100 und die Beilagscheibe 158 an Ort und Stelle zu halten. Die Beilagscheibe 158 weist eine flache gleichförmige Oberfläche auf, um das Klemmen und Zusammenpressen des Außenumfangs der Dichtung zu unterstützen. Man sieht, daß der Einsatz der Stahl- Beilagscheibe 158 möglicherweise nicht notwendig ist. Diese Ausführungsform arbeitet im wesentlichen genauso wie die vorhergehende Ausführungsform, wenngleich der Halterungsaufbau etwas anders ist.
Nunmehr auf Fig. 3A bezugnehmend, kann eine alternative Ausführungsform vorgesehen werden, bei der die Träger-Beilagscheibe und der Deckel nicht vorhanden sind. Bei dieser Ausführungsform wird nur der Basisträger 144 dazu verwendet, die Dichtung 100 und die Metall-Beilagscheibe 158 festzuklemmen, wobei letztere in dieser Ausführungsform als Halteelement fungiert. Die Dichtung 100 kann etwas zusammengedrückt werden, um den Sitz mit Übermaß zwischen ihrem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser des Distanzstücks 132 zu verbessern.
Die erfindungsgemäßen Konzepte sind auch bei Motoranordnungen anwendbar, die von einem Lager Gebrauch machen, das einen verlängerten inneren Laufring 139 besitzt. Wie am besten in Fig. 3B zu sehen ist, befindet sich das Lager 138 auf der Welle 18 in der Weise, daß das Ende des inneren Laufrings 139 das Ende 134 des Distanzstücks berührt. Die Nabe 146 hält das Lager 146 wie bei der vorhergehenden Ausführungsform fest. Bei dieser Ausführungsform hält der Nabenring 154 die Dichtung 100 und die Beilagscheibe 158 gegen das Lager 138. Insbesondere berührt der Innendurchmesser 108 der Dichtung den Außendurchmesser des länglichen inneren Laufrings 139. Damit wird jede mit Feuchtigkeit versetzte Luft, die mit dem Distanzstück und mit dem verlängerten inneren Laufring 139 in Berührung gelangt, von der Dichtung 100 zurückgetrieben.
Nunmehr auf Fig. 4 bezugnehmend, ist ein noch weiteres alternatives Lagerschutzsystem allgemein mit dem Bezugszeichen 170 versehen. Diese Ausführungsform wird am wahrscheinlichsten am abgewandten Ende der Motorwelle in der Nähe des Motor- Kommutators eingesetzt und dementsprechend erstreckt sich die Welle 18 durch ein Motorgehäuse 172. Ein Lager 174 sitzt im Preßsitz auf dem Außendurchmesser der Welle 18. Ein Basisträger 178 ist in dem Gehäuse 172 angeordnet und festgelegt, wobei er außerdem das Lager 174 festhält. Der Basisträger 178 besitzt eine Lagerfläche 180, die das Lager 174 gegen die Welle 18 hält. Der Basisträger 178 enthält außerdem eine Stufe 182 mit einem durchgehenden Trägerloch 184. Zwischen der Stufe 182 und dem Außendurchmesser des Lagers 174 befindet sich ein Trägerpolster 186. Die Dichtung 100 ist auf die Außenfläche der Stufe 182 aufgesetzt, ihr Innendurchmesser befindet sich direkt an dem Außendurchmesser der Welle 18.
An dem Basisträger 178, genauer gesagt, an der Stufe 182, ist ein Klemmdeckel 160 angeordnet. Der Klemmdeckel 160 kann die Dicke der Dichtung 100 etwas zusammendrücken, und der Innendurchmesser der Dichtung ist konform mit dem Außendurchmesser der Welle 18, wie oben erläutert wurde.
Obwohl gemäß Beschreibung bei den Ausführungsformen der Innendurchmesser der Dichtung 100 im wesentlichen parallel zu dem Außendurchmesser der Welle 18 oder eines anderen drehenden Elements verläuft, ist ersichtlich, daß der Innendurchmesser 108 auch derart positioniert sein kann, daß er im wesentlichen rechtwinklig zu dem drehenden Teil verläuft, wie aus Fig. 5 hervorgeht. Dementsprechend tritt die Dichtung 100 mit der Welle 18 über einen Teil der Flachseite der Dichtung 100 in Eingriff. Natürlich kann der innere Teil der Dichtung in jede Richtung ausgelenkt werden. Es wird angenommen, daß dieser Aufbau zu mehr Flächeneingriff mit der Welle führt und dadurch einen zusätzlichen Schutz gegen das Wandern von Feuchtigkeit entlang der Wellenoberfläche 18 bietet.
Anhand des oben Gesagten lassen sich die Vorteile des Lagerschutzsystems leicht erkennen. In erster Linie verhindert das System in wirksamer Weise, daß Feuchtigkeit in die Motoranordnung und insbesondere in das Lager eintritt. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch die Lebensdauer des Motors deutlich gesteigert wird. Das System macht außerdem Gebrauch von einem Material (E-PTFE), das unempfindlich gegenüber Reinigungslösungen ist und eine hervorragende thermische und Dimensionsstabilität besitzt. Insofern unterliegt die Dichtung 100 keiner über die Zeit stattfindenden Beeinträchtigung und sie beschädigt nicht direkt eine zu reinigende Oberfläche mittels eines Geräts, welches einen Motor mit dem Lagerschutzsystem enthält.
Man erkennt also, daß die erfindungsgemäßen Ziele durch den Aufbau und dessen Verwendungsverfahren gemäß obiger Beschreibung erreicht werden. Während gemäß dem Patentgesetz lediglich die beste Version und bevorzugte Ausführungsform im einzelnen dargestellt und beschrieben wurde, versteht sich, daß die Erfindung nicht darauf oder dadurch beschränkt ist. Zur Feststellung des wahren Schutzumfangs und Grundgedankens der Erfindung sollte daher auf die beigefügten Ansprüche Bezug genommen werden.

Claims

1. Lagerschutzanordnung für einen Motor mit einer Drehwelle, umfassend:
ein auf der Welle getragenes Lager, das eine dem Motor zugewandte und eine dem Motor abgewandte Seite besitzt;
ein Trägerelement, das neben der dem Motor abgewandten Seite des Lagers um die Welle herum angeordnet ist;
ein Halteelement, das um die Welle herum angeordnet ist, wobei das Halteelement und das Trägerelement um die Welle herum eine ringförmige Ausnehmung bilden; und
eine in der ringförmigen Ausnehmung festgehaltene schmiermittelfreie Dichtung, welche ein Wandern von Feuchtigkeit in Richtung des Lagers entlang der Welle unterbindet,
wobei das Trägerelement und das Halteelement bezüglich der drehenden Welle Lücken bilden, und wobei ein Zusammendrücken der schmiermittelfreien Dichtung zwischen dem Trägerelement und dem Halteelement eine Expansion der Dichtung in die Lücken hinein hervorruft.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die schmiermittelfreie Dichtung eine Dicke hat, die größer ist als der Abstand zwischen dem Trägerelement und dem Halteelement, und die Dichtung zumindest etwas zwischen dem Trägerelement und dem Halteelement zusammengedrückt wird, und mit der Welle in Reibungseingriff steht.

3. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die schmiermittelfreie Dichtung aufweist:
ein Flachstück mit einem Durchgangsloch, welches einen Innenrand bildet, der im wesentlichen parallel zu der Welle verläuft.

4. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die schmiermittelfreie Dichtung aufweist:
ein Flachstück mit einem Durchgangsloch, das einen Innenrand bildet, der etwa rechtwinklig zu der Welle gelegen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend:
eine an der Welle angebrachte Mutter;
ein zwischen der Mutter und dem Lager gehaltenes Distanzstück, welches sich zusammen mit der Welle dreht und einen Außendurchmesser besitzt;
wobei die schmiermittelfreie Dichtung ein Durchgangsloch mit einem Innendurchmesser aufweist, der in Reibungseingriff mit dem Außendurchmesser des Distanzstücks steht, wobei das Trägerelement und das Halteelement bezüglich des Distanzstücks Lücken bilden, und wobei ein Zusammendrücken der schmiermittelfreien Dichtung eine Expansion der Dichtung in die Lücken hinein verursacht; und
eine Träger-Beilagscheibe zwischen dem Trägerelement und dem Lager, wobei das Trägerelement eine Nabe ist, die das Lager gegen die Welle hält, wobei das Halteelement ein Deckel ist, der an der Nabe festlegbar ist, um die schmiermittelfreie Dichtung dazwischen festzuhalten.

6. Anordnung nach Anspruch 2, bei der das Trägerelement ein Basisträger ist, der eine Stufe mit einem Außendurchmesser aufweist, wobei das Halteelement ein Deckel ist, der an der Stufe zum Festhalten der schmiermittelfreien Dichtung dazwischen befestigbar ist, wobei die schmiermittelfreie Dichtung ein Durchgangsloch mit einem Innendurchmesser aufweist, der in Reibungseingriff mit dem Außendurchmesser der Dichtung steht.

7. Motoranordnung mit einem Lagerschutzsystem, umfassend:
einen Motor mit einer Drehwelle;
einen das Lager an der Welle haltenden Träger;
eine an dem Träger befestigte Klammer; und
eine zwischen dem Träger und der Klammer eingefangene Dichtung, welche verhindert, daß Feuchtigkeit zu dem Lager wandert, wobei die Dichtung ein Flachstück mit einem Durchgangsloch mit Innendurchmesser aufweist, wobei das Flachstück einen Innenumfang besitzt, und die Klammer und der Träger das Flachstück derart zusammendrücken, daß die Dicke des Flachstücks an dem Innenumfang erhöht und der Innendurchmesser verringert wird.

8. Anordnung nach Ansprach 7, bei der die Dichtung expandiertes Polytetrafluorethylen ist, welches nicht geschmiert und feuchtigkeitsdicht ist.

9. Anordnung nach Anspruch 7, weiterhin umfassend:
ein von der Welle getragenes und mit ihr drehbares Distanzstück mit einem Außendurchmesser, wobei der Dichtungs-Innendurchmesser mindestens etwas kleiner ist als der Distanzstück-Außendurchmesser, um zwischen den Teilen einen Reibungseingriff zu ermöglichen.

10. Anordnung nach Anspruch 7, bei der die Welle einen Außendurchmesser besitzt, wobei der Dichtungs-Innendurchmesser mindestens etwas kleiner ist als der Außendurchmesser der Welle, um dazwischen einen Reibungseingriff zu bilden.