专利名称：电动设备的振动阻尼的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求I前序部分的电动设备。
背景技术：
这种类型的设备包括定子和转子，并且被配置用于机电能量转换。这种类型的电动设备的例子是发电机和马达，例如是电风扇。本发明尤其涉及离心机马达。在这种类型的设备中，马达，尤其是马达的轴，是经由相对于定子的至少ー个轴承旋转支撑的。为了补偿转子和定子之间的轴向运动，可以使用弹簧元件在定子和转子之间产生限定的预负载，由此将这两个组件支撑在彼此相対的限定位置。根据使用的组件的配置(这是指它们的材料、质量、大小和几何形状)，在不同的エ作状况下会出现不同的振动。因为在该设备和环境之间设置有阻尼元件(例如，用于该设备的缓冲底座或阻尼悬挂件)，因此这些振动与环境是隔离的。出现的这些振动取决于许多単独的影响因素。因此，振动阻尼需要适应于特定应用，并且适应于在设备和周围环境之间单独配置的振动阻尼器的组件属性。例如，离心机使用的马达，根据马达旋转速度会经历不同的工作状况，并且使用的马达的质量也会強烈地影响工作状況。能够抑制所有振动状况的振动阻尼是不存在的，但是可以进行优化处理，使得针对所有可能的工作状况能够抑制主要的振动。但是，当电动设备的应用发生改变时，例如，当更换离心机马达的转子吋，需要再次执行这样的优化，并且如上所述，不能针对所有的エ作状况完全抑制所有的振动。
发明内容
因此，本发明的目标是提供一种振动阻尼装置，其可以针对不同的工作状况提供显著改进的振动阻尼。根据权利要求I的电动设备可以实现该目标。在从属权利要求中提供了该目标的优选实施例。本发明是基于以下困难而作出的当对振动阻尼进行优化吋，由于不同工作状况中出现的振动具有许多不同原因，使得对各种振动同时衰减更加困难。本发明通过以下手段解决这样的困难产生受控的振动阻尼，而不管设备内部已经存在的设备和环境之间的阻尼。因此，先消除一部分振动，并且针对不同的工作状况可以更有效地实现环境和设备之间的振动阻尼。根据本发明的振动阻尼是便利的，这是因为至少一个阻尼设备设置在设备的定子和转子之间，以对转子和定子之间的相对振动进行衰減。因此，所述相对振动与其它形式的振动分隔开，并且通过在设备和环境之间设置阻尼，其它形式的振动可以以实质上优化的方式得以衰减。根据本发明的阻尼设备是非金属弹簧元件。这种类型的弹簧元件是预负载设备的
3典型的现有技木。根据本发明，在定子和转子之间设置的这种类型的弹簧元件一般不提供任何振动阻尼。弹簧元件仅仅吸收振动。在上下文中不重要的是，这种类型的弹簧元件一般因基于生热的材料而提供一定量阻尼，这是因为这样的阻尼比较小并且不可控，并且因此不会显著减少设备的受激振动。金属弹簧元件等因此不是根据本发明的阻尼设备。由于根据本发明在转子和定子之间设置阻尼设备，经由选择用于阻尼设备的合适材料，可以提供适应于不同工作状况和与设备相关联的多个属性的阻尼，并同时覆盖不同 工作状况和设备的属性的最大范围，设备的属性例如是离心机马达的不同的马达质量。在连续生产中也可以非常好地控制选择性的调整，这是因为需要衰减的振动是由设备自身引起的并且实质上不需要对环境属性的适应。虽然在现有技术的设备中旋转组件的支撑件被配置为实质上刚性的，并且弹簧元件用于补偿轴向运动，其中经由该弹簧元件产生限定的预负载，但是现在经由也可以提供预负载的阻尼设备来设置支撑件，其中轴承保持为能够轴向运动。这克服了现有技术中弹簧预负载由于仅允许转子和定子之间有限的相对运动以补偿轴线方向的组件公差、从而在特定工作模式下促进非衰减振动的缺点。根据优选实施例，阻尼设备被配置为对转子相对于定子的轴向振动进行衰减。这以特别有效的方式防止了在设备工作期间的内部轴向振动。在上下文中轴向是指相对振动在沿转子相对于定子的轴方向。在一般在离心机中竖直安装离心机马达的情况中，这些振动是竖直振动。竖直振动与离心机马达特别相关，离心机马达工作在非常高的转速(例如，高于每分钟16，000转)，由于这ー特别高的转速，转子和定子之间的竖直振动是有害的。这导致了共振效应，使轴承的使用寿命降低并且经由这些振动而产生能量损失。经过对相对竖直振动的衰减，増加了轴承的使用寿命，并且同时也增加了离心机马达的使用寿命，这是因为到目前为止，由于成本考虑，不会为离心机马达更换轴承，而且磨损的轴承也会导致马达轴过热，所以通常将离心机马达作为整体进行替换。阻止相对竖直振动的另ー优点是离心机更加安静，并且提供主观上更加悦耳的声谱。在特定的优选实施例中，阻尼设备包括至少ー个阻尼元件，所述阻尼元件包括弹性体材料，其中优选是氟橡胶、全氟橡胶、聚亚安酯等用作弾性体材料。除了具有足够高的衰减能力之外，弾性体材料具有优秀的形状稳定性，使得阻尼设备的阻尼属性可以维持较长时间。因此，优选地是所述阻尼元件被配置为环形，这是因为这样提供了非常均匀的阻尼。阻尼元件的环形配置在该阻尼元件不包括弾性体材料时也是优选的。当阻尼元件安装于用于转子轴承的支撑件和轴承本身吋，尤其是有用的。因此，阻尼设备可以保持为非常紧凑并且可以集成到现有设备中。此外，这种类型的布置中以非常有效的方式实现阻尼，这是因为其直接在产生振动的地方进行衰減。因此，所述支撑件包括用于供所述阻尼元件扩展的间隔是具有优点的，其中，所述间隔优选地被配置为支撑件中的凹ロ，其中，优选地将凹ロ设置为使得其在围绕所述阻尼元件的圆周方向延伸。因此，阻尼元件可以容易地受到在其材料属性范围内给予的カ并且可以相应地变形。在另ー优选实施例中，所述阻尼设备被配置为在定子和转子之间设置预负载，并且在该优选实施例中，所述阻尼设备被配置为选择性地调整所述预负载，可以提供对预负载非常精确的调整。不必一定由弹簧元件(尤其是金属弹簧)来提供预负载，阻尼元件本身也可以提供预负载，其中在相对于彼此的限定位置支撑定子和转子。在ー个方面，预负载的选择性适应根据工作状况和设备的各个属性提供了受控的调整。当经由阻尼元件提供预负载吋，另ー优势在于，阻尼元件的阻尼属性可以以受控的方式被改变，以提供针对各个设备属性或工作状况的适应。此外，预负载的选择性调整提供用于建立与制造公差无关的限定预负载的选择。当经由弹簧提供预负载吋，问题是预负载会根据设置空间和弹簧本身的公差而变化。在特定优选实施例中，阻尼设备包括安装于转子处并且由轴承支撑的夹紧元件，其中夹紧元件优选被配置为夹紧连接轴套。这可以使得预负载具有特别简单的方式。在上下文中，尤其地，在所述夹紧元件和所述转子之间设置螺纹连接。作为替换，所述夹紧元件可以安装于螺纹元件处，其中在所述螺纹元件和所述转子之间设置螺纹连接。因此，还可以设置反向安全机构以保持预负载恒定，即使对于高转速和负载也是如此。因为这样，实现了对连续生产中固有的预负载波动的补偿。此外，用于速度测量的磁体可以设置在夹紧连接轴套或螺纹元件处。为转子设置形成所述转子的轴向挡的第二轴承是有优点的，其中，所述挡优选地被配置在轴承和附着到转子的环形元件之间。
基于附图參考优选实施例来描述本发明的特征和额外的优点，其中图I示出了在无负载状况下根据本发明的电动设备的截面图；以及图2示出了在有负载状况下根据图I的设备。
具体实施例方式图I和图2不出了根据本发明的电动设备的纯粹不意图，分别表不两种工作状况下的离心机马达I。因此，图I示出了无负载状况下的离心机马达1，图2示出了有负载状况下的离心机马达I。很明显地，离心机马达I包括转子(即马达轴2)和相对于转子2所旋转支撑的定子3。因此，定子3包括下轴承支撑件4和上轴承支撑件5，其可以分别容纳转子2的下轴承6和上轴承7。摆动环8通过胶粘、收缩等方式附着到马达轴2，作为用于上轴承7的轴向挡(axial stop),其中在工作期间当必要时,摆动环8经过其上部的圆锥形状将从离心机滲透到离心机马达I的湿气移除。此外，离心机马达I的定子3包括两个线圈9a、9b和金属片包装(sheet metal packet) 10。为了衰减马达轴2相对于定子3的竖直振动，设置阻尼设备11，阻尼设备11包括阻尼元件12、夹紧连接轴套13和螺纹元件14。阻尼元件12安装于夹圈16和下轴承6之间，其中，夹圈16在用于下轴承支撑件4的圆柱容器腔15之上径向向内突出。因此，在下轴承支撑件4的圆柱容器15中的阻尼元件12的一部分上构造槽17，其中，该槽沿阻尼元件12的圆周方向延伸，并且设置有用于所述阻尼元件12的扩展空间，其中，该扩展空间具有内宽，使得即使在下轴承6和下轴承支撑件4之间阻尼元件12达到最大的预负载，变形
5的阻尼元件12也不在下轴承支撑件4的圆周方向接触下轴承支撑件4 (參见图2)。阻尼元件12优选是由氟橡胶或全氟橡胶组成，因此具有高的阻尼并且同时拥有高和长时间的形状稳定性。阻尼元件固定在下轴承支撑件4和下轴承6之间，安置于螺纹元件14的夹圈16经由该螺纹元件14与马达轴2螺纹配合。由于摆动环8形成用作相对于上轴承7的马达轴2的轴向挡，下轴承6被固定在相对于用于支撑预负载12的下轴承6的位置。影响马达轴2的竖直振动被阻尼元件12吸收并且由于阻尼元件12的高水平阻尼而被消減。在螺纹元件14和马达轴2之间的螺纹连接有助于非常精确地调整阻尼设备11并且尤其是补偿不可避免的制造公差。此外，如图2所示，经过夹紧连接轴套13的阻尼设备11的受控预负载有助于超过下轴承支撑件4和下轴承6之间的阻尼元件12的简单固定对阻尼元件12的预负载，其中，形成所述阻尼元件12并且其渗入槽17。因此，可以以受控的方式调整下轴承6，并且改变阻尼元件12的阻尼效应。改变阻尼设备11的阻尼的另一方式是经由材料选择来受控地影响阻尼元件12的阻尼，所述材料针对各种应用具有所需的各种阻尼属性。除了图示的夹紧连接轴套13与螺纹元件14配合使用以通过螺纹连接18与马达轴2相互配合之外，作为替换，夹紧连接轴套13也可以经由内螺纹和安装在马达轴2的外螺纹直接与该马达轴2进行螺纹配合。在示出的优选实施例中，实质上仅有竖直振动,这意味着在马达轴2的轴线方向的振动被衰減。可替换地和/或额外地，也可以仅有竖直方向的振动，这样相对于马达轴2的径向振动被衰減。因此，还可以将合适的阻尼设备11安装于下轴承6和下轴承支撑件4之间的圆周方向，其中，阻尼设备11包括由弾性体制造的阻尼元件，以优选地(例如，经由双面楔)设置预负载，该双面楔安装于阻尼元件和下轴承支撑件4之间的圆周方向并且可以被预负载。因此，经由本发明，有利于以受控的方式调整离心机马达I的阻尼，并且有利于更换转子。然而，需要经由离心机的机壳底座提供对螺纹元件14的存取使用(access)。从说明书中很明显地看出，根据本发明的电动设备关于转子2和定子3之间的相对振动具有高度一体的振动阻尼，使得可以以实质上标准化的方式设置该设备和环境之间额外的阻尼手段。该设备的内部阻尼可以以特定简单的方式被适用于特定的状况和应用中。
权利要求
1.ー种电动设备(1)，包括定子(3)和转子(2)，其中，所述电动设备优选是发电机、马达等，尤其是离心机马达，其中，经由相对于所述定子(3)的至少ー个轴承(6)旋转支撑所述转子，尤其是支撑马达轴(2)，其中，至少ー个阻尼设备(11)设置在所述定子(3)和所述转子(2)之间，其中，所述阻尼设备包括至少ー个阻尼元件(12)。
2.根据权利要求I所述的设备(I)，其中，所述阻尼设备(11)被配置为衰减所述转子(2)相对于所述定子(3)的轴向振动。
3.根据权利要求I或2所述的设备(I)，其中，所述阻尼元件(12)包括弾性体材料，优选是氟橡胶、全氟橡胶、聚亚安酯等。
4.根据前述任ー权利要求所述的设备(I)，其中，所述阻尼元件(12)被配置为环形。
5.根据前述任ー权利要求所述的设备(1)，其中，所述阻尼元件(12)被安装于所述轴承(6)和用于所述转子(2)的所述轴承(6)的支撑件(4)之间。
6.根据权利要求5所述的设备(1)，其中，所述支撑件(4)包括用于供所述阻尼元件(12)扩展的间隔(17)，其中，所述间隔优选地被配置为在所述阻尼元件(12)的圆周方向延伸的凹ロ。
7.根据前述任ー权利要求所述的设备(I)，其中，所述阻尼设备(11)被配置为在所述定子(3)和所述转子(2)之间设置预负载。
8.根据权利要求7所述的设备(I)，其中，所述阻尼设备(11)被配置为选择性地调整所述预负载。
9.根据前述任ー权利要求所述的设备(I)，其中，所述阻尼设备(11)包括安装于所述转子(2)处并且由所述轴承(6)支撑的预负载元件，所述预负载元件优选是夹紧连接轴套(13)。
10.根据权利要求9所述的设备(1)，其中，在所述预负载元件和所述转子之间设置螺纹连接，或者所述预负载元件(13)安装于螺纹元件(14)处并且在所述螺纹元件(14)和所述转子(2 )之间设置螺纹连接(18 )。
11.根据前述任ー权利要求所述的设备(1)，其中，为所述转子(2)设置第二轴承(7)，其中，所述第二轴承设置用于所述转子(2)的轴向挡，其中，所述轴向挡优选地被配置在所述第二轴承(7)和附着到所述转子(2)的环形元件(8)之间。
全文摘要
本发明涉及一种电动设备(1)，包括定子(3)和转子(2)，其中，所述电动设备优选是发电机、马达等，尤其是离心机马达，其中，经由相对于所述定子(3)的至少一个轴承(6)旋转支撑所述转子，尤其是支撑马达轴(2)，其中，至少一个阻尼设备(11)设置在所述定子(3)和所述转子(2)之间，其中，所述阻尼设备包括至少一个阻尼元件(12)。因此，所述设备(1)包括高水平的一体化振动阻尼，并且所述设备的内部阻尼可以适应于特定的属性和应用。
文档编号H02K5/173GK102918752SQ201180023841
公开日2013年2月6日 申请日期2011年5月17日 优先权日2010年5月19日
发明者H·G·科恩, P·策纳 申请人:埃佩多夫股份公司