Examiner primario:
Stephan, Steven L.
Examiner assistente:
Laballe C.
Avvocato, agente o ditta:
Nikaido, Marmelstein, Murray & Oram
reclami:
Noi rivendichiamo:
1. Struttura motore equilibrato di un motore elettrico avente un albero di uscita rotante provvisto di estremità esterne assialmente contrapposte, comprendente:
due elementi a disco fisso fissati alle estremità opposte dell'albero di uscita, ciascuno di detti elementi a disco avente superfici assialmente interne ed esterne formate perpendicolarmente ad un asse di rotazione dell'albero di uscita, la superficie assialmente esterna di ciascuno di detti elementi a disco avendo definita su esso una pluralità di fori filettati internamente per ricevere assialmente viti di bilanciamento, la pluralità di fori filettati internamente essendo esposto esternamente in modo da consentire ad un operatore di accesso detta pluralità di fori filettati internamente, in cui
almeno uno di detti elementi a disco è dotato di un labirinto definito nella superficie assialmente interna e includono mezzi per sigillare l'albero di uscita in cooperazione con una porzione più esterna di un elemento di alloggiamento assiale attorno all'albero di uscita di detto motore.
2. Struttura motore bilanciata secondo la rivendicazione 1, in cui almeno uno di detti elementi a disco comprende un ingranaggio rivelazione di velocità di rotazione significa avere dentatura formata su una circonferenza esterna di detto un elemento a disco, per rilevare una velocità di rotazione di detto albero di uscita.
3. Struttura motore bilanciata secondo la rivendicazione 1, in cui i fori filettati internamente formati nella superficie esterna di ciascuno di detti elementi a disco sono disposte a distanze radiali uguali dall'asse di rotazione dell'albero di uscita, e ad intervalli angolari uguali.
4. Struttura motore bilanciata secondo la rivendicazione 1, in cui i fori filettati internamente formate nella superficie esterna di detto almeno un elemento a disco avente labirinto definito esso sono disposti a distanze radiali uguali dall'asse di rotazione dell'albero di uscita, e ad intervalli angolari uguali.
5. Struttura motore bilanciata secondo la rivendicazione 2, in cui i fori filettati internamente formati nella superficie esterna di detto almeno un elemento a disco avente la velocità di rotazione dell'ingranaggio rilevamento sono disposti a distanze radiali uguali dall'asse di rotazione dell'albero di uscita, e ad intervalli angolari uguali.
6. Struttura motore bilanciata secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre:
singola vite bilanciamento scelto tra viti aventi lunghezze diverse tra loro, detta almeno una vite essendo avvitata in un corrispondente foro filettato internamente ad un punto appropriato su almeno uno di detti due elementi a disco.
7. Struttura motore equilibrato di un motore elettrico avente un albero di uscita rotante provvisto di estremità esterne assialmente contrapposte, comprendente:
due elementi a disco fisso fissati alle estremità opposte dell'albero di uscita, ciascuno di detti elementi a disco avente superfici assialmente interne ed esterne formate perpendicolarmente ad un asse di rotazione dell'albero di uscita, la superficie assialmente esterna di ciascuno di detti elementi a disco avendo definita su esso una pluralità di fori filettati internamente per ricevere assialmente viti di bilanciamento, la pluralità di fori filettati internamente essendo esposto esternamente in modo da consentire ad un operatore di accesso detta pluralità di fori filettati internamente,
almeno uno di detti elementi a disco essendo provvisti di un labirinto definito nella superficie assialmente interna e comprende mezzi per sigillare l'albero di uscita in cooperazione con una porzione più esterna di un elemento di alloggiamento assiale attorno all'albero di uscita di detto motore; e
bilanciamento mezzi a vite filettatura e intercambiabile montato in un corrispondente foro filettato internamente in almeno uno di detti due elementi a disco, per intercambiabile bilanciando l'albero di uscita del motore elettrico, in cui detti mezzi di bilanciamento vite include una di una pluralità di viti di diverse lunghezze relative tra loro.
8. Struttura motore bilanciata secondo la rivendicazione 7, in cui almeno uno di detti elementi a disco comprende un ingranaggio rivelazione di velocità di rotazione significa avere dentatura formata su una circonferenza esterna di detto un elemento a disco, per rilevare una velocità di rotazione di detto albero di uscita.
9. Struttura motore bilanciata secondo la rivendicazione 7, in cui i fori filettati internamente formati nella superficie esterna di ciascuno di detti elementi a disco sono disposte a distanze radiali uguali dall'asse di rotazione dell'albero di uscita, e ad intervalli angolari uguali.
10. Struttura motore bilanciata secondo la rivendicazione 7, in cui i fori filettati internamente formate nella superficie esterna di detto elemento a disco timore uno avente labirinto esso definito sono disposte a distanze radiali uguali dall'asse di rotazione dell'albero di uscita, e ad intervalli angolari uguali.
11. Struttura motore bilanciata secondo la rivendicazione 8, in cui i fori filettati internamente formati nella superficie esterna di detto almeno un elemento a disco avente la velocità di rotazione dell'ingranaggio rilevamento sono disposti a distanze radiali uguali dall'asse di rotazione dell'albero di uscita, e ad intervalli angolari uguali. 
Descrizione:
La presente invenzione riguarda la costruzione di un motore elettrico industriale generico, con la quale è la vibrazione e rumore sono ridotte, e più in particolare, ad una struttura di bilanciamento motore per bilanciare il suddetto motore elettrico.
Gli aumenti nella velocità di lavorazione nel campo delle macchine utensili hanno portato a problemi come una riduzione della precisione di lavorazione a causa delle vibrazioni dei motori elettrici utilizzati per azionare il mandrino e altre parti mobili di una macchina utensile, ed un aumento del rumore da esso. Si ritiene che la vibrazione di un motore elettrico può essere più efficacemente ridotto correggendo uno stato sbilanciato di ciascun componente rotante del motore elettrico.
Pertanto, nel procedimento convenzionale per montaggio di un motore elettrico, i rispettivi componenti rotanti del motore sono equilibrati primo così da ottenere un prodotto finale equilibrata come motore elettrico.
In un motore ad altissima velocità operante ad una velocità di rotazione massima di oltre 15.000 rpm, tuttavia, anche un piccolo sbilanciamento esso può causare dannosi vibrazioni e rumore quando il motore funziona nella gamma ad alta velocità. Vale a dire, se i componenti rotanti del motore elettrico sono equilibrati singolarmente ed i componenti vengono poi assemblati, molto piccoli squilibri residui nei componenti possono accumularsi per formare uno squilibrio che supera un limite ammissibile.
Anche se esso è destinato a completare la costruzione del motore pre-assemblaggio dei componenti in rotazione dello stesso e bilanciamento stesso prima di combinare i componenti rotanti equilibrato con una carcassa del motore e parti associate, è spesso impossibile effettuare un tale processo di assemblaggio causa vincoli strutturali, e anche se è possibile montare il motore da tale metodo di assemblaggio, sorge un problema nel controllo qualità del motore. Ad esempio, è necessario prendere i cuscinetti a pezzi, per collegare solo gli anelli interni all'albero di uscita del motore, e rimontare i cuscinetti dopo bilanciare la combinazione dell'albero di uscita e gli anelli interni. Tale metodo richiede molto tempo e lavoro, e dà inevitabilmente luogo a problemi in modo tale che i cuscinetti sono contaminati da polvere. Inoltre, le parti e componenti del motore devono essere montati su mezzi di azionamento esterni di una macchina equilibratrice commerciale, per essere equilibrati dinamicamente singolarmente, ma poiché l'unità esterna significa dell'equilibratrice commerciale può ruotare le parti solo a 3.000 giri al massimo , l'equilibratrice commerciale è in grado di rilevare un piccolo sbilanciamento dello stesso.
Di conseguenza, uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare un basso costo, la struttura motrice equilibrata in grado di bilanciare un motore in modo che il motore è in grado di operare in uno stato ben bilanciato sull'intera gamma di velocità di funzionamento.
In vista di tale scopo sopra, la presente invenzione fornisce una struttura di motore bilanciato comprendente un mezzo montato in modo fisso su un'estremità di un albero di uscita di un motore per definire una superficie esposta all'esterno ivi formata con una pluralità di fori filettati internamente.
Un motore elettrico è di solito dotato di un elemento strutturale per formare una tenuta a labirinto, e un rilevatore di velocità di rotazione su un'estremità dell'albero di uscita della stessa. Pertanto, quando una pluralità di fori filettati internamente sono formate nella superficie esterna dell'elemento strutturale definisce la tenuta a labirinto, per consentire viti di equilibratura, cioè piccole parti bilanciamento, da avvitamento in essa impegnata, il motore può essere facilmente compensata avvitando la bilanciamento vite nel foro filettato internamente, in un punto appropriato, per eliminare così lo squilibrio. Se un equilibrio non può essere ottenuto utilizzando i fori filettati internamente, una porzione del componente in una posizione appropriata fra i fori filettati internamente adiacenti può essere perforato a una profondità appropriata alla quale si ottiene una bilancia di precisione. Quando il rilevatore di velocità di rotazione ha un ingranaggio avente la forma di un disco dentato, la faccia esterna dell'elemento di ingranaggi può essere adottato per lo stesso scopo. Vale a dire, la presente invenzione è destinata a consentire un equilibrio dinamico di un motore elettrico per ottenere attraverso una misurazione di uno squilibrio mentre il motore assemblato viene ruotato sotto i propri mezzi di azionamento su una macchina equilibratrice commerciale commercializzato come una macchina campo equilibratura. Lo squilibrio può essere eliminato avvitando la vite di bilanciamento, dall'esterno del motore nel foro filettato internamente del labirinto di tenuta di definizione elemento strutturale e / o l'ingranaggio rivelazione di velocità di rotazione, in un punto appropriato. Poiché il motore può essere bilanciato su entrambe le estremità anteriore e posteriore, per ottenere un equilibrio due punti, il motore può essere accuratamente dinamicamente bilanciato.
FIGURA. 1 è una vista in sezione longitudinale di un motore elettrico che incorpora in esso una struttura di equilibratura dinamica secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione;
FIGURA. 2 è una vista frontale di un elemento strutturale che forma una tenuta a labirinto, come visto nella direzione di una freccia A o B in fig. 1;
FIGURA. 3 è una vista in sezione longitudinale di un motore elettrico che incorpora in esso una struttura di equilibratura dinamica secondo una seconda forma di realizzazione della presente invenzione;
FIGURA. 4 è una vista frontale di un membro di marcia utilizzata per rilevare una velocità di rotazione del motore, come visto nella direzione della freccia C in fig. 3; e
FIGURA. 5 è una vista in sezione longitudinale di un altro motore elettrico includervi una struttura equilibratura dinamica simile a quella mostrata in fig. 1.
La presente invenzione verrà descritta con riferimento a forme di realizzazione preferite, come illustrato nei disegni allegati.
Facendo riferimento alla FIG. 1, un cuscinetto anteriore 20F e un cuscinetto posteriore 20R sono montati in un alloggiamento anteriore 16 ed un alloggiamento posteriore 18 previsto sulla estremità anteriore e posteriore di uno statore 10, rispettivamente. Un rotore 12 solidalmente associato un albero di uscita 14 supportato per rotazione dai cuscinetti 20F e 20R è disposto radialmente opposto allo statore 10. I componenti 24G e 24S di un rivelatore di rotazione per rilevare la posizione di rotazione e / o la velocità di rotazione del albero di uscita 14 sono fornite in relazione alla porzione posteriore dell'albero di uscita 14. in questa forma di realizzazione, le estremità anteriori e posteriori dell'albero di uscita 14 si estendono all'esterno dell'alloggiamento anteriore 16 e l'alloggiamento posteriore 18, rispettivamente.
Se il motore elettrico fornito con l'albero di uscita 14 avente anteriore e posteriore estremità rispettivamente sporgenti verso l'esterno dalle sedi anteriori e posteriori è destinato all'uso su una macchina utensile o simile, generalmente il motore è provvisto di tenute a labirinto alle estremità anteriore e posteriore loro, cioè, nella parte anteriore dell'alloggiamento anteriore 16 e l'estremità posteriore dell'alloggiamento posteriore 18, rispettivamente, per impedire l'ingresso di nebbia d'olio e simili contenute nell'atmosfera ambiente all'interno del motore attraverso spazi tra l'albero di uscita e l'alloggiamento anteriore 16, e tra l'albero di uscita e l'alloggiamento posteriore 18. di conseguenza, i membri discoidali 22F e 22R formanti le tenute a labirinto in combinazione con l'alloggiamento anteriore 16 e l'alloggiamento posteriore 18 sono fissati alla parte anteriore e estremità posteriori dell'albero di uscita 14, rispettivamente.
La struttura del motore equilibrata della prima forma di realizzazione della presente invenzione è caratterizzato dal bilanciamento motore utilizzando l'elemento discoidale fronte 22F e discoidale elemento posteriore 22R, dopo il completamento del montaggio del motore.
Con riferimento alle figg. 1 e 2, è previsto l'elemento discoidale 22F (22R), in una sua superficie esterna esposta verso l'esterno, di una pluralità di fori filettati internamente (in questa forma di realizzazione, sedici fori filettati internamente) 22A nelle stesse posizioni radiali e ad intervalli angolari uguali. Il motore illustrato in fig. 1 è ruotato con i propri mezzi di azionamento su un campo di bilanciamento dinamico commerciale, in modo che la velocità di rotazione dell'albero di uscita 14 viene gradualmente aumentata ad una velocità di rotazione massima di, per esempio, 15.000 rpm, per misurare uno squilibrio della stessa. Poi, un bilanciamento vite 26 atto ad essere impegnato nel foro filettato internamente 22A è avvitata nel foro filettato internamente 22A ad un punto appropriato in cui lo squilibrio misurato viene regolata dinamicamente il meno possibile. In questa fase, poiché i fori 22a filettato internamente sia nel disco posteriore 22F e 22R anteriore e può essere utilizzato per il bilanciamento del motore, la precisione della regolazione del bilanciamento del motore può essere aumentata.
L'uso selettivo di una pluralità di tipi di viti di equilibratura 26 aventi lunghezze differenti migliora ulteriormente la precisione di equilibratura. Per un ancor più preciso bilanciamento porzioni degli elementi discoidali 22F e 22R possono essere forate profondità desiderata per rimuovere così qualsiasi squilibrio residuo del motore.
La costruzione della porzione posteriore di un motore elettrico mostrato in FIG. 3 incorporante una struttura di bilanciamento secondo la seconda forma di realizzazione della presente invenzione è diversa da quella della porzione posteriore del motore mostrato in fig. 1. Vale a dire, l'estremità posteriore di un albero di uscita 14 termina in corrispondenza componenti 24G e 24S di un rilevatore di velocità di rotazione, ed una ventola di raffreddamento 30 è disposto dietro l'albero di uscita 14.
Quando il motore di questa realizzazione è essere bilanciato dinamicamente dalla equilibratrice campo, la ventola di raffreddamento 30 e il coperchio posteriore 18a di un alloggiamento posteriore 18 vengono temporaneamente rimosse. Un elemento anteriore discoidale 22F previsto all'estremità anteriore del motore e la ruota dentata 24G del rilevatore di velocità di rotazione sull'estremità posteriore sono formate con fori filettati internamente 22A a intervalli angolari uguali, come mostrato in fig. 2, e bilanciamento viti 26 sono avvitate nei fori filettati internamente 22A, a punti appropriati, per eliminare in tal modo uno squilibrio misurato dalla equilibratrice.
FIGURA. 4 illustra l'elemento di ingranaggio 24G visto nella direzione della freccia C.
FIGURA. 5 illustra un motore elettrico provvisto di un albero cavo di uscita 14' , al posto dell'albero di uscita 14 del motore di fig. 1. L'albero cavo di uscita 14' presenta un'estremità anteriore provvista di un organo di accoppiamento 34, e un'estremità posteriore collegata ad un giunto rotante 32.
La presente invenzione è anche applicabile al bilanciamento del motore da utilizzare in una modalità come illustrato in fig. 5.
Come risulta evidente dalla descrizione che precede, secondo la presente invenzione, lo squilibrio di un motore elettrico può essere del tutto eliminato dopo aver montato completamente il motore, semplicemente utilizzando viti di bilanciamento. Poiché i membri discoidali per le tenute a labirinto e la ruota dentata del rilevatore di velocità di rotazione per ricevere le viti di bilanciamento sono parti integranti del motore elettrico, l'utilizzo degli elementi discoidali per le tenute a labirinto o l'ingranaggio come mezzi di ottenere un bilanciamento dinamico del motore non apprezzabilmente aumentare il costo di produzione del motore. Inoltre, poiché il motore è bilanciata dopo il completamento del montaggio del motore, il saldo risultante del motore è molto preciso.
