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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine staubdichte Anordnung für eine Gleitlagerung.
Weiter im Einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung eine staubdichte
Anordnung mit einem staubdichten Polster, welches an einem ölimprägniertem
Gleitlager angeordnet ist, um dadurch die Zirkulation des Schmiermittels
sicherzustellen.
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Bezugnehmend
auf die 1 besteht eine herkömmliche
Lagerungsanordnung für
einen Motor aus einem Achsensitz 10, einem Motorenstator 20 und
einem Motorenrotor 30. Der Achsensitz 10 ist mit einem
Achsrohr 11 zusammengesetzt, in welches ein Gleitlager 12 angeordnet
ist und an welches ein Motorenstator 20 gekoppelt wird.
Im zusammengebauten Zustand ragt eine Welle 31 des Motorenrotors 30 durch
ein Achsloch 120 des Gleitlagers 12 heraus, so das
der Motorenrotor 30 rotationsfrei mit dem Achsensitz 10 verbunden
ist. Im Allgemeinen wird das Schmiermittel, welches in dem Gleitlager 12 enthalten
ist, aufgrund der Rotation der Welle 31 bewegt. Das Schmiermittel
fließt
nacheinander folgend durch den Innenumfang des Achsloches 120,
einer Endfläche
des Gleitlagers 12, einer schräg geneigten Fläche 120 des
Gleitlagers 12 und einer Lücke, die sich zwischen dem
Achsrohr 11 und dem Gleitlager 12 ausbildet. Schließlich fließt das Schmiermittel
zurück zur
Innenseite des Gleitlagers 12. Auf diese Weise wird das
Schmiermittel, welches in dem Gleitlager 12 enthalten ist,
automatisch in Umlauf gebracht, damit der Innenumfang des Achsloches 120 in
Stand gehalten wird, um den Verschleiß des Achsloches 120 und
der Rotation der Welle 31 abzumildern. Folglich verringert
es die Rotationsgeräusche
und verlängert die
Nutzungsdauer des Lagers.
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Obwohl
das Schmiermittel des Gleitlagers 12 in der Lage ist, den
Verschleiß zu
mildern, ist ein Entweichen des Schmiermittels von dem Achsrohr 11 während des
Betriebes unvermeidbar. Von Außen kann
Staub in das Innere des Gleitlagers 12 und in die Lücke zwischen
dem Achsrohr 11 und dem Gleitlager 12 eindringen.
Deshalb ergibt sich eine Ablagerung des von außen kommenden Staubes in dem Gleitlager 12 sowie
in der Lücke
zwischen Achsrohr 11 und Gleitlager 12, so dass
schmieriger Schmutz 90 entsteht. In dem das Schmiermittel
in dem Gleitlager 12 zirkuliert sammelt sich der schmierige Schmutz 90 an
oder er lagert sich in einem Bereich ab, der auf der ansteigenden
Fläche 121 des
Gleitlagers 12 ausgebildet ist. Sobald der schmierige Schmutz 90 in
die Lücke
zwischen Achsrohr 11 und Gleitlager 12 eingedrungen
ist, kann die Zirkulation des Schmiermittels blockiert sein. Dadurch
kann das Schmiermittel nicht frei zwischen dem Achsrohr 11 und
dem Gleitlager 12 hindurch fließen und daraus ergibt sich
ein Mangel an Schmierung zwischen Achsloch 120 und der
Welle 31. Die Rotationsgeschwindigkeit des Motor wird verringert
und die Betriebstemperatur des Motors wird erhöht. Als Folge daraus kann sich
die Welle 31 des Motors festfressen und die Nutzungsdauer
des Motors wird verkürzt. Deshalb
besteht ein Bedarf für
eine Verbesserung der konventionellen Lagerungsanordnung.
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Hierzu
offenbaren das US-Patent Nr. 6,336,745 mit dem Titel „Oil-impregnated
bearing and rotor shaft" und
das US-Patent Nr. 6,435,722 mit dem Titel „Combined structure for oil-impregnated bearing" eine herkömmliche
Lagerungsanordnung mit einem Achsenlager, einem Motorenstator, einem Motorenrotor,
einem Achsrohr und mit einer ölimprägnierten
Lagerung. Die Lagerungsanordnung enthält weiterhin eine Kappe, welche
auf einer Endfläche
der ölimprägnierten
Lagerung angeordnet ist, und eine Motorenrotorwelle, welche einen
Polsterring enthält, der
zwischen der Kappe und dem ölimprägnierten Lager
angeordnet ist. Das ölimprägnierte
Lager hat auf seinem äußeren Umfang
für das
zirkulierende Schmiermittel eine Vielzahl von Ölführungsnuten. Im Rotationsbetrieb
werden die Kappe und der Polsterring gemeinsam benutzt, um das Schmiermittel
vor dem Auslaufen aus dem ölimprägnierten
Lager zu und vor Eintritt von Staub in das ölimprägnierte Lager bewahren. Jedoch
ist die Kombination von Kappe, Polsterring und ölimprägniertem Lager kompliziert, so
dass sich ein Nachteil für
den Zusammenbau der Motorenelemente ergibt. Nach dem Zusammenbau stößt eine
Endkante der Kappe dicht gegen die Endfläche des ölimprägnierten Lagers, das das Schmiermittel
daran hindert, in die ölführenden
Nuten zu fließen
und die Effizienz des zirkulierenden Schmiermittels reduziert. Daraus
ergibt sich ein Mangel an Schmierung zwischen dem Achsloch und der
Welle. Die Rotationsgeschwindigkeit des Motors wird reduziert und
die Betriebstemperatur des Motors wird erhöht. Als Konsequenz daraus kann
die Welle des Motors sich festfressen und die Nutzungsdauer des
Motors kann verkürzt
werden. Deshalb ergibt sich der Bedarf für eine Verbesserung der herkömmlichen
Lagerungsanordnung.
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Die
vorliegende Erfindung beabsichtigt eine staubdichte Anordnung für eine Gleitlagerung
angeben, welche ein Achsrohr enthält, um ein Gleitlager und ein
staubfreies Polster unterzubringen. Zumindest eine Ölrücklaufnute
ist zwischen dem Gleitlager und dem staubdichten Polster ausgebildet,
um den Eintritt von Staub von Außen zu verhindern und um sicherzustellen,
dass das Schmiermittel derart zirkuliert, dass das oben genannte
Problem entschärft
und überwunden
wird.
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Die
grundlegende Aufgabe der Erfindung ist es, eine staubdichte Anordnung
für eine
Gleitlagerung vorzuschlagen, welche ein Achsrohr enthält, um ein
Gleitlager und ein staubdichtes Polster aufzunehmen. Zumindest eine Ölrücklaufnute
ist zwischen dem Gleitlager und dem staubdichten Polster ist ausgebildet,
um das Eindringen von Staub von Außen zu verhindern und um das
Zirkulieren des Schmiermittels sicherzustellen.
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Die
erfindungsgemäße staubdichte
Anordnung für
eine Gleitlagerung enthält
ein Achsrohr, ein Gleitlager und ein staubdichtes Polster. Das Achsrohr
nimmt das Gleitlager auf, welches wiederum ein Achsloch trägt, durch
das eine Welle eines Motorrotors frei herausragt. Das staubdichte
Polster ist an einer Endfläche
des Gleitlagers angeordnet, um Staub von außen am Eindringen zu hindern.
Zumindest eine Ölrücklaufnute
ist zwischen dem Gleitlager und dem staubdichten Polster ausgebildet,
um den Umlauf des Schmiermittels sicherzustellen, so dass ausreichende
Schmierung zwischen dem Gleitlager und der Welle gewährleistet
ist.
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Weitere
Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der Erfindung werden aus
der folgenden genauen Beschreibung und in Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen ersichtlicht.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun im Folgenden im Detail unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Figuren beschrieben:
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1 ist
eine Querschnittansicht einer Lagerungsanordnung für einen
Motor gemäß dem Stand der
Technik;
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2 ist
eine perspektivische Explosionszeichnung einer staubdichten Anordnung
für eine Gleitlagerung
gemäß einer
ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Querschnittansicht einer staubdichten Anordnung für die Gleitlagerung
gemäß der ersten
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine vergrößerte Ansicht
der in 3 gezeigten staubdichten Anordnung für die Gleitlagerung
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht eines staubdichten Polsters gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
einer staubdichten Anordnung für
die Gleitlagerung gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine perspektivische Rückansicht einer
staubdichten Polsterung gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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8 ist
eine vergrößerte Querschnittansicht
einer staubdichten Anordnung für
die Gleitlagerung gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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9 ist
eine Explosionsdarstellung einer staubdichten Anordnung für eine Gleitlagerung
gemäß einer
vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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10 ist
eine Querschnittansicht einer staubdichten Anordnung für die Gleitlagerung
gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung:
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11 ist
eine Querschnittansicht einer staubdichten Anordnung für eine Gleitlagerung
gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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12 ist
eine Querschnittansicht einer staubdichten Struktur für eine Gleitlagerung
gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Zunächst in
Bezug auf die 2 bis 12 wurden
den Bezugszeichen der sechs Ausführungsbeispiele
die identischen Nummerierungen aus der herkömmlichen Lagerungsanordnung
gemäß der 1 zugewiesen.
Die Lagerungsanordnungen der Ausführungsbeispiele haben die ähnliche
Zusammenstellung und dieselbe Funktion wie jene der herkömmlichen
Lagerungsanordnung, somit werden hier detaillierte Beschreibungen
ausgespart.
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Zunächst in
Bezug auf die 2 und 3 sieht
man eine staubdichte Anordnung für
eine Gleitlagerung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung mit einem Achsrohr 11, einem Gleitlager 12 und
einen staubfreien Polster 13. Das Achsrohr 11 ist
ein rohrförmiger
Körper,
welcher an dem Achsensitz 10 befestigt ist und einen ringförmigen Flansch 111 an
seinem oberen Ende aufweist, um mit dem Motorenstator 20 zusammen
zu wirken. Das Achsrohr 11 umfasst ein Gleitlager 12,
welches ein ölimprägniertes
Lager ist, das aus passendem Kupfer-basiertem Material mittels Pudermetallurgie oder
aus einer Keramik mittels Sintern angefertigt wurde. Das Gleitlager 12 trägt ein Achsloch 120, durch
welches eine Welle eines Motorrotors 30 frei herausragt.
Das Gleitlager 12 hat auf seiner Endfläche eine ansteigende Fläche 121.
Das staubdichte Poster 13 ist aus einem passendem Kunststoff
oder metallischem Material gegossen. Das staubdichte Polster 13 hat
ein Achsloch 131 und mindestens eine Ölrücklaufnute 132 oder
eine Reihe von gleich beabstandeten Ölrücklaufnuten 132. Die Ölrücklaufnute 132 ist
in der Grundfläche
des staubdichten Polsters 13 eingelassen und erstreckt
sich radial nach außen.
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Das
staubdichte Polster 13 ist an der Endfläche des Gleitlager 12 angeordnet,
um Staub von außen
am Eindringen zu hindern, und im zusammengebauten Zustand ragt die
Welle 31 durch das Achsloch 132 heraus. Darüber hinaus
enthält
das Achsrohr 11 eine Kappe 14 und an seinem unteren
Ende ein Rückhalteglied 15.
Die Kappe 14 wird genutzt, um ein Ende der Welle 31 zu
stützen
und um ein Reservoir für
das Schmiermittel zur Rückschmierung
zu bilden. Das Rückhalteglied 15 wird
genutzt, um das Ende der Welle 31 zu halten und ein Auseinandergehen des
Motorenrotors 30 vom Motorenstator 20 zu verhindern.
Der genau Betrieb der staubdichten Anordnung für eine Gleitlagerung 12 wird
im folgenden unten genau beschrieben.
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In
Bezug nun auf die 3 und 4 ist die staubdichte
Polsterung 13 innerhalb des Achstenrohres 11 angeordnet,
wenn der Achsensitz 10, das Achsrohr 12, das staubdichte
Polster 13, die Kappe 14, das Rückhalteglied 15,
ein Motorenstator 20 und Motorrotor 30 zusammengefügt sind,
um den Motor zu bilden. Die untere Fläche des staubdichten Polsters 13 ist
an die Endfläche
des Gleitlagers 12 angeordnet. Das staubdichte Polster 13 ist
in der Lage, ein Auslaufen des Schmiermittels aus dem Gleitlager 12 und
einen Verlust aus dem Achsrohr 11 zu verhindern. Sollte
einmal Staub von Außen
in das Achsrohr 11 eingedrungen sein, so ist das staubdichte
Polster 13 in der Lage, es am Eindringen in das innere
Gleitlagers 12 und gleichfalls in die Lücke zwischen dem Achsrohr und
dem Gleitlager 12 zu hindern. Darüber hinaus erlaubt es die Ölrücklaufnute 132,
dass das Schmiermittel durch die Endfläche und die ansteigende Fläche des
Gleitlagers 12 hindurchfließt, um in die Lücke zwischen
dem Achsrohr und dem Gleitlager 12 einzudringen. Somit
wird eine Zirkulation des Schmiermittels durchgeführt, so
dass eine ausreichende Schmierung zwischen dem Gleitlager 12 und der
Welle sichergestellt ist. Folglich kann eine Abnutzung des Achsloches 131 verhindert
werden und Betriebsgeräusche
werden reduziert um ein präzise
Rotationsgeschwindigkeit und eine Verlängerung der Betriebsdauer des
Motors sicherzustellen.
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Nun
bezugnehmend auf die 5 und 6 und in
Kenntnis des ersten Ausführungsbeispiels
ist eine staubdichte Anordnung für
eine Gleitlagerung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der gegebenen Erfindung dargestellt, welche ein Achsrohr 11,
ein Gleitlager 12 und ein staubdichtes Polster 13 enthält. Im Vergleich
zum ersten Ausführungsbeispiel hat
das staubdichte Polster 13 des zweiten Ausführungsbeispiels
eine ringförmige
Wand 133, die aufwärts
aus dem inneren Umfang des Achsloches 131 herausragt, so
dass die gesamte Struktur steif und gefestigt ist. Die ringförmige Wand 133 des
staubdichten Polsters 13 verhindert im Normalfall das Eindringen
von Staub von außen
durch das Achsloch 131 und hält die Ablagerung 91 von
Staub, welche die Zirkulation des Schmiermittels blockiert, in Grenzen.
Darüber
hinaus ist die ringförmige
Wand 133 des staubdichten Polsters 13 als Barriere
anzusehen, welche den Schwund von auslaufendem Schmiermittel aus
den Gleitlager 12 durch das Achsloch 131 verhindert.
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Nun
in Bezug auf die 7 und 8 und angesichts
des ersten Ausführungsbeispiels
wird eine staubdichte Anordnung für eine Gleitlagerung gemäß eines
dritten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung gezeigt, das ein Achsrohr 11,
ein Gleitlager 12 und ein staubdichtes Polster 13 enthält. Im Vergleich
zu dem ersten Ausführungsbeispiel
enthält
das staubdichte Polster 13 des dritten Ausführungsbeispiels
einen Ausgleichsbereich 134, der mit jedem Ende der Ölrücklaufnuten 132 nächstliegend zu
dem Achsloch 131 verbunden ist. Der Ausgleichbereich 131 erstreckt
sich entlang des Umfangs des Achsloches 131. Bei der Zirkulation
des Schmiermittels lagert es zunächst
in dem Ausgleichsbereich 134 und fließt anschließend durch die Ölrücklaufnuten 132.
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Nun
in Bezug auf die 9 und 10 und angesichts
des ersten Ausführungsbeispiels
ist eine staubdichte Anordnung für
eine Gleitlagerung gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dargestellt, welches ein Achsrohr 11,
ein Gleitlager 12 und ein staubdichtes Polster 13 enthält. Im Vergleich
zu dem ersten Ausführungsbeispiel
hat das Gleitlager 12 der vierten Ausführungsform zwei Ölrücklaufnuten 122 auf
seinen zwei Endflächen
zusätzlich
zu der Ölrücklaufnute 132 des
staubdichten Polsters 13. Die Ölrücklaufnuten 122 des
Gleitlagers 12 sind auf jeder Endfläche ausgespart und sind mit einer Ölführungsnute
(nicht bezeichnet) verbunden, die sich der Länge nach über die äußere Umlauffläche des
Gleitlagers 12 erstreckt. Nach dem Einbau des staubdichten
Polsters 13 auf der jeweiligen Endfläche des Gleitlagers 12 können die
staubdichten Polster 13 das Eindringen von Staub von außen in das
Gleitlager 12 verhindern, und die Ölrücklaufnuten 122 des
Gleitlagers 12 können
die Zirkulation des Schmiermittels verbessern.
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Nun
in Bezug auf 11 und angesichts des ersten
Ausführungsbeispiels
ist eine staubdichte Anordnung für
eine Gleitlagerung gemäß eines
fünften Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung gezeigt, mit einem Achsrohr 11,
einem Gleitlager 12 und einem staubdichten Polster 13.
Das staubdichte Polster 13 ist eingeformt zusammen mit
dem Achsrohr 11 oder ist darin passgenau eingebaut. Im
Vergleich zur ersten Ausführungsform
ist das staubdichte Polster 13 der fünften Ausführungsform in einer vorgegebenen
Distanz von dem Gleitlager 12 beabstandet, so dass sich
ein Ölrücklaufkanal 16 zwischen
der Endfläche
des Gleitlagers 12 und dem staubdichten Polster 13 ausbildet.
Der Ölrücklaufkanal
verbindet obere Teile der Ölrücklaufnuten 132 miteinander,
um einen rückläufigen Massenfluss
des Schmiermittels zu verhindern. Daraus ergibt sich, dass das staubdichte
Polster 13 das Eindringen von Staub von außen in das
Gleitlager 12 verhindern kann und dass der Ölrücklaufkanal 16 zwischen
dem Gleitlager 12 und dem staubdichten Polster 13 die Zirkulation
des Schmiermittels verbessern kann.
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Nun
anhand der 12 und angesichts des ersten
Ausführungsbeispiels
ist eine staubdichte Anordnung für
eine Gleitlagerung gemäß eines
sechsten Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung gezeigt mit einem Achsrohr 11,
einem Gleitlager 12 und einem staubdichten Polster 13.
Im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel
hat das staubdichte Polster 13 des sechsten Ausführungsbeispieles
eine ringförmige
Wand 135 und zusätzlich zu
der Ölrücklaufnute 132 einen
damit verbundenen Flansch 136. Die ringförmige Wand 135 erstreckt sich
abwärts
von dem äußeren Umfang
des staubdichten Polsters 13 während der Flansch 136 vom oberen
Teil der ringförmigen
Wand herausragt (sich erstreckt). Im zusammengebauten Zustand ist
es von Vorteil, dass das obere Ende 111 des Achsrohres 11 gegen
den Flansch 136 des staubdichten Polsters stößt, so dass
das staubdichte Polster von dem Gleitlager 12 beabstandet
ist, um einen Ölrücklaufkanal 16 zu
bilden. Dadurch kann diese Anordnung die Durchführung des Zusammenbaus des
staubdichten Polsters 13 mit dem Achsrohr 11 vereinfachen
und beschleunigen.
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Die
herkömmliche
Lagerungsanordnung wie in 1 dargestellt,
kann den schmierigen Dreck 90 sammeln, welcher die Lücke zwischen
dem Achsrohr 11 und dem Gleitlager 12 blockiert.
Im Vergleich mit der gewöhnlichen
Lagerungsanordnung kann das staubdichte Polster 13 der
vorliegenden Erfindung den von außen kommenden Staub am Eindringen
in das Innere des Gleitlagers und in die Lücke zwischen Achsrohr 11 und
Lagerung 12 hindern. Außerdem können die Ölrücklaufnuten 132 und 122 sowie
der zusätzliche Ölrücklaufkanal 16 der
vorliegenden Erfindung die Zirkulation des Schmiermittels verbessern.
Daraus ergibt sich, das der Verschleiß des Achslochs 131 vermieden
wird und das die Betriebsgeräusche
verringert werden, um eine akkurate Rotationsgeschwindigkeit sicherzustellen
und die Lebensdauer des Motors zu verlängern.
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Obwohl
die Erfindung mit Bezug auf die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen
im Detail beschrieben worden ist, wird es für einen Durchschnittsfachmann
klar sein, dass verschiedenste Modifikationen durchgeführt werden
können
ohne vom Geist und Umfang der Erfindung, so wie es in den anliegenden
Ansprüchen
definiert ist, abzuweichen.