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Dokumentenidentifikation DE102004025313A1 15.12.2005
Titel Rotoranordnung für einen elektrischen Antriebsmotor eines Verdichters, insbesondere eines Kältemittelverdichters
Anmelder Danfoss Compressors GmbH, 24939 Flensburg, DE
Erfinder Nommensen, Marten, 24943 Flensburg, DE;
Petersen, Christian, 25856 Hattstedt, DE;
Iversen, Frank, Padborg, DK;
Lassen, Heinz Otto, 24944 Flensburg, DE
Vertreter Patentanwälte Knoblauch und Knoblauch, 60322 Frankfurt
DE-Anmeldedatum 19.05.2004
DE-Aktenzeichen 102004025313
Offenlegungstag 15.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.12.2005
IPC-Hauptklasse H02K 15/02
IPC-Nebenklasse H02K 1/22   
Zusammenfassung Es wird eine Rotoranordnung für einen elektrischen Antriebsmotor eines Verdichters, insbesondere eines Kältemittelverdichters, mit einem Rotor (15), der ein Blechpaket (20) mit aufeinander gestapelten Blechen aufweist, und einer Welle (8), die in eine axiale Ausnehmung (18) des Blechpakets (20) eingesetzt und mit dem Blechpaket (20) drehfest verbunden ist, wobei die Ausnehmung (18) durch Öffnungen in aufeinander folgenden Blechen (23, 25) gebildet ist.
Man möchte die Herstellung einer derartigen Rotoranordnung vereinfachen.
Hier ist vorgesehen, dass unterschiedlich große Öffnungen (24, 26) in den Blechen (23, 25) vorgesehen sind, wobei mindestens zwei Bleche (23) eine erste Gruppe bilden und jeweils eine Öffnung (24) aufweisen, die kleiner ist als der Querschnitt der Welle (8), und die übrigen Bleche (25) eine zweite Gruppe bilden, die jeweils eine Öffnung (26) aufweisen, die größer als der Querschnitt der Welle (8) ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Rotoranordnung für einen elektrischen Antriebsmotor eines Verdichters, insbesondere eines Kältemittelverdichters, mit einem Rotor, der ein Blechpaket mit aufeinander gestapelten Blechen aufweist, und einer Welle, die in eine axiale Ausnehmung des Blechpakets eingesetzt und mit dem Blechpaket drehfest verbunden ist, wobei die Ausnehmung durch Öffnungen in aufeinanderfolgenden Blechen gebildet ist.

In Kältemittelverdichtern, die üblicherweise in Haushalts-Kühlaggregaten, wie Kühlschränken, Gefrierschränken und Gefriertruhen eingesetzt werden, werden überwiegend Asynchronmotoren mit einem Stator und einem innenliegenden Kurzschlußläufer verwendet, der den Rotor bildet. Dieser Rotor besteht hauptsächlich aus einem Blechpaket. Dieses Blechpaket kann Nuten aufweisen, die mit elektrisch leitendem Material, z.B. Aluminium, gefüllt werden, beispielsweise durch Ausgießen. Die so gebildeten Leiter werden an den beiden axialen Enden durch einen Kurzschlußring verbunden. In der radialen Mitte des Blechpakets ist die Ausnehmung vorgesehen, die die Welle aufnimmt. Die Ausnehmung wird zunächst dadurch gebildet, daß die Bleche, die das Blechpaket bilden, eine zentrische Öffnung aufweisen. Diese Öffnung kann beispielsweise ausgestanzt werden. Um das Blechpaket mit der Welle kraftschlüssig zu verbinden, sind unterschiedliche Verfahren möglich. Beispielsweise kann man das Blechpaket auf die Welle aufpressen, aufschrumpfen oder aufkleben. Da man die Welle aber möglichst genau zentrisch anordnen muß, um später beim Motor den Luftspalt so klein wie möglich halten zu können, muß man bei derartigen Verfahren die Passungstoleranzen sehr genau einhalten. Dies macht es erforderlich, die Ausnehmung des Blechpakets zu bearbeiten. Es muß also zunächst das Blechpaket fertiggestellt und mit den erforderlichen Leitern, falls vorhanden, versehen werden. Alsdann muß die Ausnehmung bearbeitet werden, wozu im einfachsten Fall ein Bohrvorgang notwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung einer Rotoranordnung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird bei einer Rotoranordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß unterschiedlich große Öffnungen in den Blechen vorgesehen sind, wobei mindestens zwei Bleche eine erste Gruppe bilden und jeweils eine Öffnung aufweisen, die kleiner ist als der Querschnitt der Welle, und die übrigen Bleche eine zweite Gruppe bilden, die jeweils eine Öffnung aufweisen, die größer als der Querschnitt der Welle ist.

Dies hat zur Folge, daß die Verbindung zwischen dem Blechpaket und der Welle nur an den Blechen der ersten Gruppe erfolgt. Es hat sich gezeigt, daß dies in der Regel zur Sicherung einer drehfesten Verbindung ausreicht. Da die erste Gruppe mindestens zwei Bleche aufweist, erfolgt die Abstützung des Blechpakets an der Welle an zwei axial voneinander beabstandeten Positionen. Der Rotor ist also gegenüber der Welle stabil angeordnet, d.h. er kann auch nicht kippen. Zur Montage des Rotors auf der Welle müssen nur die Bleche der ersten Gruppe verformt werden. Die Bleche der zweiten Gruppe haben praktisch keinen Kontakt mit der Welle. Sie erzeugen dann zwar auch keine Haltekraft zwischen dem Rotor und der Welle. Dafür ist es aber auch nicht erforderlich, die Bleche der zweiten Gruppe zu bearbeiten. Auch die Bleche der ersten Gruppe müssen nicht bearbeitet werden, weil man die Öffnungen, deren Querschnitt kleiner ist als der Querschnitt der Welle, durch Stanzen mit einer ausreichenden Genauigkeit bearbeiten kann. Diese Genauigkeit muß nicht so groß sein wie die Toleranzen, die man bislang beim Aufpressen oder Aufschrumpfen des massiven Rotorblechpaketes benötigte. Mit den Blechen der ersten Gruppe läßt sich eine ausreichende Lagetoleranz zwischen dem Außen- und dem Innendurchmesser des Blechpakets und damit ein guter Rundlauf des Motors sicherstellen. Dies ermöglicht eine Verminderung des Luftspalts zwischen Rotor und Stator, was wiederum den Wirkungsgrad des Motors verbessert. Auch ist es nicht erforderlich, den Rotor zu erwärmen, wie es sonst beim Aufschrumpfen erforderlich ist. Dies spart Zeit und Kosten bei der Montage. Auch können Rotoren mit Permanentmagneten verwendet werden, die üblicherweise keine starke Erwärmung vertragen.

Da beim Aufschieben des Blechpaketrotors auf die Welle nur geringere Kräfte erforderlich sind, kann man auch schwächere Wellen verwenden. Beispielsweise kann man Wellen verwenden, die durch ein Rohr gebildet sind, das aus einem Blech gewickelt wird. Dies hält das Gewicht des Kompressors und vor allem das Gewicht bewegter Teile klein.

Vorzugsweise sind zumindest die Öffnungen der Bleche der ersten Gruppe und der Querschnitt der Welle kreisrund. Dies erleichtert die Fertigung. Man muß nicht mehr darauf achten, daß das Blechpaket und die Welle in einer vorbestimmten Winkelausrichtung zueinander montiert werden. Die Welle kann im Prinzip in jeder winkelmäßigen Lage in das Blechpaket des Rotors eingesetzt werden.

Auch ist von Vorteil, daß die Öffnungen der Bleche der ersten Gruppe gegenüber der Welle um ein vorbestimmtes Untermaß kleiner sind, bei dem die Bleche beim Aufschieben auf die Welle nicht über die Fließgrenze des Blechmaterials hinaus verformt werden. Wenn das Blechpaket auf die Welle aufgeschoben wird, dann werden die Bleche der ersten Gruppe im Bereich ihrer zentrischen Öffnung verformt, weil die Öffnung kleiner ist als der Außendurchmesser der Welle. Die Verformung führt nun dazu, daß die Bleche der ersten Gruppe auf der Welle festklemmen. Die Bleche der ersten Gruppe verformen sich also federnd. Der Rotor wird dadurch auf der Welle festgespannt.

Vorteilhafterweise sind die Bleche der ersten Gruppe mit dem Rand ihrer Öffnungen an der Oberfläche der Welle entgegen der Aufschubrichtung verhakt. Die Bleche der ersten Gruppe werden durch das Einschieben der Welle nicht nur aufgeweitet, sondern in einem relativ geringen Umfang auch konisch verformt. Dies hat zur Folge, daß der Rand der Öffnung der Bleche der ersten Gruppe unter einem entsprechend kleinen Winkel zur Umfangsfläche der Welle angeordnet ist, d.h. eine Kante der Öffnung schneidet sozusagen in die Umfangsfläche der Welle ein. Bei Kältemittelverdichtern ist der elektrische Antriebsmotor vielfach mit vertikaler Rotorwelle montiert. Durch das Verhaken oder Einschneiden der Bleche der ersten Gruppe in die Welle stellt man sicher, daß das Blechpaket gegen die Schwerkraft an der Welle festgehalten wird.

Vorzugsweise sind Bleche der ersten Gruppe im Bereich der axialen Enden des Blechpakets angeordnet. Die Abstützung des Blechpakets an der Welle erfolgt also am axial möglichst weit auseinanderliegenden Punkten. Dadurch stellt man auf einfache Weise sicher, daß der Rotor nicht gegenüber der Welle kippen kann.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zumindest ein Blech der ersten Gruppe im Bereich der axialen Mitte des Blechpakets angeordnet ist. Damit wirkt man einem Durchbiegen der Antriebswelle im Betrieb entgegen.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Welle zumindest eine Vertiefung aufweist, in die ein Blech der ersten Gruppe eingreift. Dieses Blech, das auch als "Sicherungsblech" bezeichnet werden kann, hat dann zwar möglicherweise keine oder nur eine geringe kraftschlüssige Verbindung zur Welle, wie die anderen Bleche der ersten Gruppe, die man als "Verbindungsbleche" bezeichnen kann. Es verhindert aber, daß der Rotor, wenn die kraftschlüssige Verbindung der übrigen Bleche der ersten Gruppe zur Welle verlorengeht, von der Welle abrutschen kann. Wie oben ausgeführt, sind elektrische Antriebsmotoren bei Kältemittelverdichtern vielfach mit vertikaler Rotorachse montiert. Das Blech, das in die Vertiefung eingreift, bildet dann eine formschlüssige Sicherung gegen einen Abfall des Rotors von der Welle. Ein solcher Abfall des Rotors droht beispielsweise in sogenannten "Interlocking"-Situationen, wenn der Verdichter unmittelbar nach dem Abschalten wieder eingeschaltet wird, ohne daß sich der Hochdruck im Kältesystem abgebaut hat, etwa bei kurzzeitigem Stromausfall. In diesem Fall versucht der Motor, den Verdichter gegen den Hochdruck anzufahren. Das Startmoment des Motors reicht aber in der Regel hierzu nicht aus. Der im Rotor induzierte Strom kann in diesem Fall für einen sehr schnellen und sehr starken Temperaturanstieg im Rotor sorgen. Dieser Temperaturanstieg kann dazu führen, daß sich der Innendurchmesser des Rotors so weit vergrößert, daß sich die Bleche der ersten Gruppe von der Welle lösen und der Rotor nach unten abrutscht. Die Verbindung der Welle mit dem Blechpaket des Rotors durch die Bleche der ersten Gruppe kann auch dann versagen, wenn der Motor trotz angelegter Versorgungsspannung aus anderen Gründen blockiert, wenn beispielsweise beim Anlauf nur die Hauptwicklung des Stators, nicht aber die Hilfswicklung mit Strom versorgt wird. Auch hier sorgt das Sicherungsblech, das in die Vertiefung der Welle eingreift, dafür, daß sich der Rotor nicht von der Welle löst und nach unten fällt. Der Rotor wird vielmehr gegen die Schwerkraft durch das Sicherungsblech gehalten. Der untere Randbereich des Sicherungsblechs kommt nämlich auf der durch die Vertiefung in der Welle gebildeten Stufenfläche zur Anlage. Wenn der Rotor nach dem Abschalten der Versorgungsspannung wieder abkühlt, wird die Klemmverbindung zwischen dem Rotor und der Welle in vollem Umfang wieder hergestellt.

Hierbei ist bevorzugt, die Vertiefung als umlaufende Nut ausgebildet ist. Bei dieser Ausbildung muß man dann nicht mehr auf eine vorbestimmte winkelmäßige Ausrichtung zwischen Rotor und Welle achten. Das Sicherungsblech kann in jeder Winkellage seine Funktion erfüllen.

Vorzugsweise ist die Vertiefung an dem Ende des Blechpakets angeordnet ist, das beim Aufschieben auf die Welle zuerst mit der Welle in Überdeckung kommt. Bei einem elektrischen Antriebsmotor eines Kältemittelverdichters, der mit vertikaler Welle eingesetzt wird und bei dem die Welle von oben in den Rotor eingesetzt wird, befindet sich die Vertiefung also am oberen Ende des Blechpakets. Dies hat den Vorteil, daß die übrigen Bleche der ersten Gruppe nicht über die Vertiefung hinweggleiten müssen. In diesem Fall müßten sie zunächst in die Vertiefung einschnappen und würden danach beim Weiterschieben wieder stärker deformiert. Dies könnte die letztendlich auf die Welle wirkende Klemmkraft vermindern. Wenn hingegen die Vertiefung nur mit dem in Aufschubrichtung "ersten" Blech der ersten Gruppe zusammenwirkt, dann muß nur dieses Blech in die Vertiefung einschnappen. Die übrigen Bleche der ersten Gruppe klemmen dann auf dem Umfang der Welle fest.

Vorzugsweise liegen Bleche der ersten Gruppe paarweise aufeinander. Wenn man eine erhöhte Klemmkraft sicherstellen möchte, dann kann man dafür sorgen, daß beim Aufschieben des Blechpakets auf die Welle nicht nur ein Blech verformt werden muß, sondern gleichzeitig immer zwei. Dies bedingt zwar eine etwas höhere Kraft beim Aufschieben des Rotors auf die Welle. Die Federkraft der Bleche der ersten Gruppe wird durch diese Anordnung jedoch deutlich erhöht.

Vorzugsweise ist zwischen dem Blechpaket und der Welle eine Drehmomentstütze angeordnet. Eine derartige Drehmomentstütze kann beispielsweise durch einen Eingriff eines Vorsprungs, der an einem oder mehreren Blechen ausgebildet ist und in die Öffnung hineinragt, in eine Axialnut auf der Oberfläche der Welle gebildet werden. Es ist aber auch möglich, eine das Drehmoment übertragende Verbindung durch Einprägungen, Schweißen, Löten oder Kleben zu erzeugen. In der Regel wird eine derartige Drehmomentstütze aber nicht erforderlich sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht durch einen Teil eines Kältemittelverdichters,

2 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines Rotors,

3 den Rotor der ersten Ausführungsform mit Welle,

4 eine zweite Ausführungsform eines Rotors mit Welle,

5 eine dritte Ausführungsform eines Rotors mit Welle und

6 eine vierte Ausführungsform eines Rotors mit Welle.

1 zeigt einen Kältemittelkompressor 1 im schematischen Schnitt, der einen elektrischen Antriebsmotor 2 aufweist. Der Antriebsmotor 2 treibt einen nicht näher dargestellten Verdichter an, der in an sich bekannter Weise einen Zylinder aufweist, in dem ein Kolben hin und her bewegt wird. Der Kolben ist über eine Pleuelstange mit einem Kurbelzapfen 7 einer Antriebswelle 8 verbunden. Der gesamte Kältemittelkompressor 1 ist über Federn 9 mit einem nicht näher dargestellten hermetischen Verdichtergehäuse verbunden. Solche Kältemittelkompressoren finden häufig in Haushaltskühlgeräten Anwendung.

Wenn sich die Welle 8 dreht, dann wird ihre Drehbewegung durch den Kurbelzapfen 7 in eine hin- und hergehende Bewegung des Kolbens umgesetzt.

Der Motor 2 weist einen Stator 10 auf, der einen Verdichterblock 14 abstützt, an dem der Verdichter 3 montiert ist. Der Stator 10 umgibt einen Rotor 15, der drehfest mit der Welle 8 verbunden ist. Die Welle 8 ist vertikal angeordnet. Sie ist auf beiden Seiten des Motors 2 durch ein unteres Lagerelement 16 und ein oberes Lagerelement 17 radial gelagert. Beide Lagerelemente 16, 17 sind fest mit dem Verdichterblock 14 verbunden. Das obere Lagerelement 17 stützt die Welle 8 außerdem in axialer Richtung, d.h. gegen die Schwerkraft, ab.

Bei der Montage des Kältemittelkompressors 1 wird zuerst der Verdichterblock 14 mit dem Stator 10 verbunden und das obere Lagerelement 17 eingesetzt. Danach wird die Welle 8 von oben in das Lagerelement 17 eingeführt. Vor der Montage des unteren Lagerelements 16 muß nun der Rotor 15 mit der Welle 8 verbunden werden. Dazu wird der Rotor 15 von unten über die Welle 8 geschoben. Der Rotor weist, wie dies später aus den 2 bis 6 zu erkennen ist, eine Ausnehmung 18 auf, die als Durchgangsbohrung ausgebildet ist. Wie weiter unten näher erläutert werden wird, weist diese zentrale Ausnehmung 18 zumindest abschnittsweise einen geringfügig gerangeren Durchmesser auf als der Außendurchmesser der Welle 8. Der Rotor 15 wird also auf die Welle 8 so weit aufgepreßt, bis der Rotor 8 am oberen Lagerelement 17 zur Anlage kommt. Die Welle 8 wird bei diesem Aufsetzvorgang festgehalten. Es ist zweckmäßig, zwischen dem oberen Lagerelement 17 und der Kurbelscheibe 19 der Welle 8, die den Kurbelzapfen 7 trägt, einen Abstandshalter anzuordnen. Nach dem Aufpressen des Rotors 15 auf die Welle 8 wird der Abstandshalter entfernt und damit ein gewisser axialer Abstand zwischen dem Rotor 15 und dem oberen Lagerelement 17 erreicht.

2 zeigt nun den Rotor 15 in vergrößerter Darstellung. Der Rotor 15 weist ein Blechpaket 20 auf, das aus einer Vielzahl von übereinander gestapelten Blechen gebildet ist. Das Blechpaket 20 weist Nuten auf, die mit einer elektrisch leitenden Füllung 21 gefüllt sind. Die Füllungen 21 sind durch Kurzschlußringe 22 an den axialen Enden miteinander verbunden. Die Füllungen 21 und die Kurzschlußringe 22 sind hier nur schematisch dargestellt.

Die Bleche des Blechpakets 20 weisen eine erste Gruppe von Blechen 23 auf, die jeweils eine zentrische Öffnung 24 aufweisen, deren Innendurchmesser geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser der Welle 8. Das Blechpaket weist ferner Bleche 25 einer zweiten Gruppe auf. Auch diese Bleche weisen eine zentrische Öffnung 26 auf. Diese zentrische Öffnung weist einen Innendurchmesser auf, der etwas größer als der Außendurchmesser der Welle 8 ist. Aus Gründen der Übersicht sind die Durchmesser der Öffnungen 24, 26 übertrieben groß dargestellt. Wenn man davon ausgeht, daß die Welle 8 einen Durchmesser in der Größenordnung von etwa 10 bis 20 mm aufweist, dann ist der Durchmesser der Öffnungen 24 wenige Zehntelmillimeter kleiner als der Außendurchmesser der Welle 8, während der Durchmesser der Öffnungen 26 um etwa 20 bis 50 &mgr;m größer ist als der Außendurchmesser der Welle 8.

Wenn man nun den Rotor 15 von unten auf die Welle 8 aufschiebt (die Richtungsangaben beziehen sich auf die Darstellung der Figuren), dann wird das Blechpaket 20 nicht mehr an seiner gesamten axialen Länge an der Welle 8 anliegen, sondern nur mit den beiden Blechen 23 der ersten Gruppe. Die übrigen Bleche 25 der zweiten Gruppe weisen dann einen kleinen Abstand zur Umfangsfläche der Welle 8 auf.

Aus 3 ist zu erkennen, daß sich die Bleche 23 der ersten Gruppe in einem Bereich 27 verformen, der an der Welle 8 anliegt. Die Bereiche 27 der Bleche 23 verformen sich dabei entgegen der Bewegungsrichtung des Rotors 15 leicht "konisch", so daß eine obere Kante 28 des die Öffnung 24 umgebenden Randes der Bleche 23 sich in die Umfangsfläche der Welle 8 sozusagen eingräbt. Das Blechpaket 20 "verhakt" sich mit der Welle 8.

Dadurch, daß der Rotor 15 nicht mehr über seine gesamte Innenfläche mit der Welle 8 verbunden ist und die Bereiche 27 der Bleche 23 der ersten Gruppe sich federnd verformen können, verringern sich die beim Aufschieben des Rotors 15 auf die Welle 8 erforderlichen Aufpreßkräfte ganz erheblich. Solange dafür gesorgt wird, daß die Bleche dabei nicht über die Fließgrenze des Blechmaterials verformt werden, ist eine sichere Klemmung gewährleistet. Die Bleche 23 stellen mit ihrer Kante 28 eine Art Widerhaken gegen eine Bewegung des Rotors 15 entgegen der Montagerichtung dar.

Dies ist besonders vorteilhaft bei der Anwendung von relativ dünnwandigen Wellen 8, die sonst während des Aufpreßvorgangs verformt werden könnten. Man kann einen derartigen Rotor aber auch bei den üblicherweise verwendeten Sintermetallwellen anwenden.

Außerdem erübrigt sich bei der dargestellten Rotor-Wellenanordnung die sonst notwendige Bearbeitung der Innenausnehmung 18 des Rotors 15, da die Mehrzahl der Bleche, nämlich die Bleche 25 der zweiten Gruppe, nicht mehr mit der Welle 8 in Verbindung kommen. Dies verringert die Herstellungskosten.

Wie in 2 und 3 zu erkennen ist, sind die Bleche 23 der ersten Gruppe an den beiden axialen Enden des Blechpakets 20 angeordnet. Das Blechpaket 20 wird also an zwei relativ weit voneinander entfernten Punkten gegenüber der Welle 8 abgestützt, so daß das Risiko eines Kippens des Rotors 15 gegenüber der Welle klein gehalten wird.

Auch wenn nur zwei Bleche 23 der ersten Gruppe verwendet werden, um das Blechpaket 20 auf der Welle 8 festzuhalten, reichen die von den Blechen 23 ausgeübten Klemmkräfte üblicherweise aus, um den vom Startmoment des Motors verursachten Drehkräften entgegenzuwirken.

Unter ungünstigen Bedingungen kann sich der Motor 2 und damit der Rotor 15 aber relativ schnell auf eine Temperatur erwärmen, bei der der Durchmesser der Öffnung 24 sich so weit vergrößert, daß die auf die Welle 8 wirkenden Klemmkräfte sehr klein werden oder ganz verschwinden. Bei einer vertikalen Anordnung der Welle 8 kann dies dazu führen, daß der Rotor 15 von der Welle 8 abrutscht. Dadurch würde der gesamte Kompressor unbrauchbar werden. Bei den bisher bekannten Rotor-Wellen-Anordnungen wird dies durch eine wesentlich größere Preßfläche und Preßkraft verhindert.

Bei der dargestellten Montagemöglichkeit des Rotors 15 auf der Welle 8 kann dies auf andere Weise verhindert werden, wie dies in 4 und 5 dargestellt ist. Gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den 2 und 3 dargestellt. Hinzugekommen ist ein weiteres Blech 23a der ersten Gruppe, das bei der Ausgestaltung nach 4 etwa mittig angeordnet ist. Dieses Blech 23a, das als "Sicherungsblech" bezeichnet werden kann, greift in eine Vertiefung 29 am Umfang der Welle 8 ein. Diese Vertiefung 29 kann beispielsweise als umlaufende Nut ausgebildet sein. Das Sicherungsblech 23a der ersten Gruppe wird auf die Welle 8 geringere Klemmkräfte als die übrigen Bleche 23 der ersten Gruppe oder sogar gar keine Kräfte auf die Welle 8 ausüben. Es bildet aber einen Formschluß mit der Welle 8. Wenn der Rotor 15 unter ungünstigen Bedingungen so weit erwärmt wird, daß die Klemmkräfte zwischen den Blechen 23 und der Welle 8 verschwinden, dann rutscht der Rotor 15 allenfalls so weit nach unten, daß das Sicherungsblech 23a auf einer Stufe 30 aufliegt, die an der Unterseite der Vertiefung 29 gebildet ist. Ein Abrutschen oder Abfallen des Rotors 15 von der Welle 8 wird damit zuverlässig verhindert.

Bei der Montage muß das in Aufschubrichtung vorderste Blech 23 der ersten Gruppe zwar über die Vertiefung 29 hinweg geschoben werden. Dies ist jedoch nicht weiter kritisch. Bei der Montage wird das Sicherungsblech 23a beim Aufschieben kurzzeitig verformt, nimmt aber aufgrund seiner elastischen Eigenschaften mehr oder weniger seine ursprüngliche Form wieder an, sobald es die Vertiefung 29 erreicht.

In 4 ist das Sicherungsblech 23a etwa in der Mitte des Blechpakets 20 angeordnet. 5 zeigt eine Ausgestaltung, bei der die Vertiefung 29 am oberen Ende des Blechpakets 20 angeordnet ist. Das Sicherungsblech 23a ist also in Aufschubrichtung das erste Blech des Blechpakets 20, so daß die übrigen Bleche 23 der ersten Gruppe nicht erst in die Vertiefung 29 einschnappen und danach beim Weiterschieben wieder stärker deformiert werden müssen. Dadurch werden die letztendlich auf die Welle 8 resultierenden Klemmkräfte besser vorhersehbar.

Außerdem ist in 5 ein drittes Blech 23b der ersten Gruppe vorgesehen. Dieses Blech 23b befindet sich etwa in der Mitte des Blechpakets 20, was einem Durchbiegen der Welle 8 im Betrieb entgegenwirkt.

6 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Zur Erhöhung der Klemmkräfte zwischen Rotor 15 und Welle 8 weist das Blechpaket 20 zunächst eine erhöhte Anzahl von Blechen 23 der ersten Gruppe auf. Dargestellt sind insgesamt 12 Bleche 23 der ersten Gruppe, die auf 6 Paare verteilt sind. Es liegen also jeweils zwei Bleche 23 der ersten Gruppe aneinander an. Zwei direkt benachbarte Bleche 23 sind durchaus möglich, solange die Aufpreßkräfte zur elastischen Verformung ihrer Endbereiche 27 ausreichen.

Zwischen den einzelnen oder paarweise gestapelten Blechen 23 ist jeweils mindestens ein Blech 25 der zweiten Gruppe vorgesehen. Der durch das oder die Bleche 25 vorgesehene Freiraum ermöglicht die Aufnahme der verformten Endbereiche 27 der Bleche 23 der ersten Gruppe.

Auch hier ist wieder ein Sicherungsblech 23a der ersten Gruppe vorgesehen, das in die Vertiefung 29 der Welle 8 eingreift, um ein Abrutschen des Rotors 15 von der Welle 8 zu verhindern.


Anspruch[de]
  1. Rotoranordnung für einen elektrischen Antriebsmotor eines Verdichters, insbesondere eines Kältemittelverdichters, mit einem Rotor, der ein Blechpaket mit aufeinander gestapelten Blechen aufweist, und einer Welle, die in eine axiale Ausnehmung des Blechpakets eingesetzt und mit dem Blechpaket drehfest verbunden ist, wobei die Ausnehmung durch Öffnungen in aufeinanderfolgenden Blechen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedlich große Öffnungen (24, 26) in den Blechen (23, 25) vorgesehen sind, wobei mindestens zwei Bleche (23) eine erste Gruppe bilden und jeweils eine Öffnung (24) aufweisen, die kleiner ist als der Querschnitt der Welle (8), und die übrigen Bleche (25) eine zweite Gruppe bilden, die jeweils eine Öffnung (26) aufweisen, die größer als der Querschnitt der Welle (8) ist.
  2. Rotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Öffnungen (24) der Bleche (23) der ersten Gruppe und der Querschnitt der Welle (8) kreisrund sind.
  3. Rotoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (24) der Bleche (23) der ersten Gruppe gegenüber der Welle (8) um ein vorbestimmtes Untermaß kleiner sind, bei dem die Bleche (23) beim Aufschieben auf die Welle (8) nicht über die Fließgrenze des Blechmaterials hinaus verformt werden.
  4. Rotoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (23) der ersten Gruppe mit dem Rand ihrer Öffnungen (24) an der Oberfläche der Welle (8) entgegen der Aufschubrichtung verhakt sind.
  5. Rotoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Bleche (23) der ersten Gruppe im Bereich der axialen Enden des Blechpakets (20) angeordnet sind.
  6. Rotoranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Blech (23b) der ersten Gruppe im Bereich der axialen Mitte des Blechpakets (20) angeordnet ist.
  7. Rotoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (8) mindestens eine Vertiefung (29) aufweist, in die ein Blech (23a) der ersten Gruppe eingreift.
  8. Rotoranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (29) als umlaufende Nut ausgebildet ist.
  9. Rotoranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (29) an dem Ende des Blechpakets (20) angeordnet ist, das beim Aufschieben auf die Welle (8) zuerst mit der Welle (8) in Überdeckung kommt.
  10. Rotoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Bleche (23) der ersten Gruppe paarweise aufeinander liegen.
  11. Rotoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Blechpaket (20) und der Welle (8) eine Drehmomentstütze angeordnet ist.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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