DE102010062691A1

DE102010062691A1 - Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen einem Motoranker und einem Lager sowie eine Lagerung einer Ankerwelle

Info

Publication number: DE102010062691A1
Application number: DE201010062691
Authority: DE
Inventors: Juergen Herp; Joerg Aschoff; Susanne Dostler; Thierry Ehrhart; Guenter Rohrer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2012-06-14
Also published as: WO2012076269A3; WO2012076269A2; CN103404006A; EP2649707A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen einem Motoranker und eines an einer Ankerwelle (30) befestigten Lagers (50) und zum axialen Sichern des Motorankers, mit folgenden Schritten: – Aufpressen einer ersten Scheibe (10) auf die Ankerwelle (30) auf deren vorgegebene Einbauposition auf der Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes, – Aufpressen einer Distanzhülse (40) auf die Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes, so dass die Distanzhülse (40) mit der ersten Scheibe (10) in Kontakt ist, – Montieren der Ankerwelle (30) in einem zweiten Lager eines Motorgehäuses (90), – Positionieren eines Motordeckels (70), in das Lager (50) angeordnet ist, auf der Ankerwelle (30) und befestigen des Motordeckels (70) an dem Motorgehäuse (90), – Aufpressen einer zweiten Scheibe (20) auf die Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes, so dass die zweite Scheibe (30) und die Distanzhülse (40) in Kontakt sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen einem Motoranker und eines an einer Ankerwelle befestigten Lagers und zum axialen Sichern des Motorankers., Weiterhin betrifft die Erfindung Stellgeber, wie z. B. Drosselklappen mit einer Ankerwelle, die eine Lagerung aufweist.
Stand der Technik
Beim Einsatz eines Elektromotors wird der in axialer Richtung verschiebbare Motoranker über eine Ankerwelle in der Regel von einem Festlager und einem Loslager in dem Gehäuse des Elektromotors aufgenommen und darin gelagert. Wirken nun während des Betriebs des Elektromotors externe Kräfte in axialer Richtung der Ankerwelle, so muss das Festlager die zulässige axiale Verschiebung der Ankerwelle im Betrieb begrenzen, so dass sich der Motoranker immer im Bereich des Stators des Elektromotors befindet.
Dies wird bei der Montage des Festlagers auf der Ankerwelle bislang dadurch erreicht, dass auf beiden Seiten des Festlagers auf der Ankerwelle jeweils eine Anlaufscheibe eingepresst wird. Nachteilig ist hierbei, dass das zulässige axiale Lagerspiel bei der Montage dadurch eingestellt wird, dass die äußere der beiden Scheiben in einem vorbestimmten Abstand zu dem Festlager mittels eines Presssitzes montiert wird. Die Kontrolle des tatsächlichen Abstandes zwischen dieser Scheibe und dem Festlager nach dem Montageschritt ist jedoch technisch sehr aufwändig und entsprechendes gilt für eine Korrektur der Position dieser Scheibe im Falle eines zu geringen axialen Lagerspiels.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen dem Motoranker und dem Festlager der Ankerwelle bereitzustellen, wodurch sich der Aufwand für die Montage dieser Lagerung verringert. Außerdem soll nach der Montage die Kontrolle des tatsächlichen Axialspiels der Lagerung entfallen.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch die Lagerung und die Drosselklappe nach den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen einem Motoranker und eines an einer Ankerwelle befestigten Lagers und zum axialen Sichern des Motorankers vorgesehen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

– Aufpressen einer ersten Scheibe auf die Ankerwelle unter Bildung eines Presssitzes,
– Aufpressen einer Distanzhülse auf die Ankerwelle unter Bildung eines Presssitzes, so dass die Distanzhülse mit der ersten Scheibe in Kontakt ist,
– Montieren der Ankerwelle in einem zweiten Lager eines Motorgehäuses,
– Positionieren eines Motordeckels, in das Lager angeordnet ist, auf der Ankerwelle und befestigen des Motordeckels an dem Motorgehäuse,
– Aufpressen einer zweiten Scheibe auf die Ankerwelle unter Bildung eines Presssitzes, so dass die zweite Scheibe und die Distanzhülse in Kontakt sind.

Des Weiteren umfasst das Verfahren den Montageschritt des Montierens der Ankerwelle in einem zweiten Lager des Motorgehäuses. Des Weiteren umfasst das Verfahren den Montageschritt des Positionierens des Motordeckels auf der Ankerwelle und Befestigen des Motordeckels an dem Motorgehäuse.
Des Weiteren umfasst das Verfahren den Montageschritt des Aufpressens der zweiten Scheibe auf die Ankerwelle unter Bildung eines Presssitzes, solange bis die zweite Scheibe mit der Distanzhülse in Kontakt kommt.
Bei dem Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen dem Motoranker und eines an der Ankerwelle befestigten Lagers wird während der Montage der Lagerung das tatsächliche axiale Lagerspiel der Lagerung durch die Abmaße der Distanzhülse bzw. der Maßtoleranzen vorgegeben. Das axiale Lagerspiel ergibt sich somit direkt aus den Abmessungen der beiden Bauteile Distanzhülse und Lager.
Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens zum Einstellen des Axialspiels zwischen dem Motoranker und eines an der Ankerwelle befestigten Lagers besteht darin, dass dadurch in vorteilhafter Weise nach der Montage der Lagerung der Ankerwelle der vorstehend beschriebene hohe Prüfaufwand zur Kontrolle des tatsächlich eingestellten axialen Lagerspiels entfällt. Zusätzlich dazu entfallen auch die bislang gegebenenfalls erforderlichen Nacharbeiten zur Korrektur der Position der Anlaufscheiben bzw. des Lagers, wodurch durch das vorliegende Verfahren die Herstellungskosten gesenkt und die Qualität der produzierten Bauteile wesentlich erhöht wird.
In einer gleichwertigen Alternative des vorliegenden Verfahrens ist das Lager vor der Montage des Motordeckels mit dem Motorgehäuse noch nicht in dem Motordeckel montiert. In diesem Fall umfasst das vorliegende Verfahren zusätzlich den Montageschritt des Bereitstellens des Lagers sowie das Montieren des Lagers in dem Motordeckel an eine vorbestimmte Position.
Des Weiteren kann bei dem Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen einem Motoranker und eines an einer Ankerwelle befestigten Lagers vor dem Aufpressen der ersten Scheibe diese von deren vorgegebenen Einbauposition auf der Ankerwelle um einen vorbestimmten Betrag entgegen der Richtung zum Motoranker versetzt sein.
Des Weiteren kann das Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen einem Motoranker und eines an der Ankerwelle befestigten Lagers den Montageschritt des gemeinsamen Verschiebens der ersten Scheibe, Distanzhülse und der zweiten Scheibe in axialer Richtung der Ankerwelle auf die vorgegebene Einbauposition der ersten Scheibe nach dem Aufpressen der zweiten Scheibe umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Lagerung für eine Ankerwelle in einem Motorgehäuse vorgesehen. Die Lagerung umfasst:

– eine erste Scheibe, die auf der Ankerwelle unter Bildung eines Presssitzes angeordnet ist,
– eine Distanzhülse, die auf der Ankerwelle unter Bildung eines Presssitzes angeordnet ist, so dass die Distanzhülse mit der ersten Scheibe in Kontakt ist,
– ein Lager, das an dem Motorgehäuse angeordnet ist, auf der Distanzhülse; und
– eine zweite Scheibe, die auf der Ankerwelle unter Bildung eines Presssitzes angeordnet ist, so dass die zweite Scheibe und die Distanzhülse in Kontakt sind.

Weiterhin kann eine Drosselklappe die obige Lagerung umfassen, wobei der äußere Durchmesser der Distanzhülse im Wesentlichen dem inneren Durchmesser des Lagers entspricht. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine einfache Montage der Distanzhülse in das Lager erreicht, wobei gleichzeitig eine verschleißarme Lagerung der Distanzhülse in dem Lager während des Betriebs realisiert wird.
Bei der vorliegenden Drosselklappe kann in der endgültigen Einbauposition der ersten Scheibe die zweite Scheibe sowohl mit dem Lager als auch mit der Distanzhülse in Kontakt sein. Dabei stellt diese axiale Position der Ankerwelle die maximal mögliche axiale Endstellung der Ankerwelle bzw. des Motorankers beim Einwirken einer externen Kraft in Richtung des Motorankers dar.
Bei der vorliegenden Drosselklappe kann die Länge der Distanzhülse derart gewählt ist, dass in der endgültigen Einbauposition der ersten Scheibe diese Scheibe lediglich mit der Distanzhülse in Kontakt sein. Der Betrag des axialen Lagerspiels der Lagerung ergibt sich somit aus den Bauteiltoleranzen der Distanzhülse und des Lagers.
Bei der vorliegenden Drosselklappe kann das vormontierte Lager in dem Motordeckel axial unbeweglich sein. Dadurch wird gewährleistet, dass der Motoranker sich während des Betriebs lediglich innerhalb des eingestellten axialen Lagerspiels in axialer Richtung bewegen kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Bereichs eines Motorankers und eines Festlagers für eine Drosselklappe, die mit dem vorliegenden Verfahren gefügt wurden.
Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Bereichs eines Motorankers (nicht dargestellt) und eines Festlagers 50 für eine Drosselklappe 100. Diese wird von ihrer Umgebung durch einen Motordeckel 70 und ein Motorgehäuse 90 bzw. einen Poltopf abgetrennt. Im Inneren der Drosselklappe 100 sind unter anderem ein Kommutator 80 sowie der Elektromotor (nicht dargestellt) zum Betätigen der Drosselklappe 100 angeordnet.
Über die gesamte Länge des Motorgehäuses 90 und bis zu einer vorbestimmten Länge von dem Motordeckel 70 weg erstreckt sich eine Ankerwelle 30, die zum einen in dem Festlager 50 des Motordeckels 70 und zum anderen in einem Loslager (nicht dargestellt) in dem Motorgehäuse 90 aufgenommen und drehbar gelagert ist. Im Bereich des freien Längsende der Ankerwelle 30 ist ein Ritzel 60 angeordnet, die im eingebauten Zustand der Drosselklappe 100 mit einer Klappe (nicht dargestellt) in einem Fahrzeug den Strömungsquerschnitt eines Strömungskanals je nach Stellung der Klappe 60 vergrößert oder verkleinert.
Der Motordeckel 70 weist in seinem Mittenbereich einen Lagersitz auf, der ein in axialer Richtung unbewegliches Gleitlager 50 aufweist. Das Gleitlager 50 ist somit ein Festlager, das beispielsweise aus einem Sintermaterial bestehen kann. Das Gleitlager 50 weist zudem eine Bohrung zur Aufnahme einer Distanzhülse 40 seinem Inneren auf. Der innere Durchmesser des Gleitlagers 50 entspricht dabei dem äußeren Durchmesser der Distanzhülse 40. Die Distanzhülse 40 weist eine zylindrische Gestalt auf, wobei deren Höhe größer als die Dicke des Gleitlagers 50 ist und den Betrag des axialen Lagerspiels für das Festlager vorgibt.
Benachbart zur Distanzhülse 40 ist in Richtung der Innenseite des Motorgehäuses 90 eine erste Scheibe 10 mit einer vorbestimmten Dicke (in axialer Richtung) auf die Ankerwelle 30 aufgepresst. Die erste Scheibe 10 ist in ihrer endgültigen Einbauposition lediglich mit der Distanzhülse 40 in Kontakt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Gleitlagers 50 ist angrenzend an die Distanzhülse 40 eine zweite Scheibe 20 aufgepresst, die in der endgültigen Einbauposition der ersten Scheibe 10 mit der Distanzhülse 40 in Kontakt ist. Die Dicke der zweiten Scheibe 20 ist gleich der Dicke der ersten Scheibe 10, wobei die beiden Dicken jedoch auch voneinander verschieden sein können.

Claims

Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen einem Motoranker und eines an einer Ankerwelle (30) befestigten Lagers (50) und zum axialen Sichern des Motorankers, mit folgenden Schritten: – Aufpressen einer ersten Scheibe (10) auf die Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes, – Aufpressen einer Distanzhülse (40) auf die Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes, so dass die Distanzhülse (40) mit der ersten Scheibe (10) in Kontakt ist, – Montieren der Ankerwelle (30) in einem zweiten Lager eines Motorgehäuses (90), – Positionieren eines Motordeckels (70), in das Lager (50) angeordnet ist, auf der Ankerwelle (30) und befestigen des Motordeckels (70) an dem Motorgehäuse (90), – Aufpressen einer zweiten Scheibe (20) auf die Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes, so dass die zweite Scheibe (30) und die Distanzhülse (40) in Kontakt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor dem Aufpressen der ersten Scheibe (10) diese von deren vorgegebenen Einbauposition auf der Ankerwelle (30) um einen vorbestimmten Betrag entgegen der Richtung zum Motoranker versetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit dem weiteren Schritt des gemeinsamen Verschiebens der ersten Scheibe (10), Distanzhülse (40) und der zweiten Scheibe (20) in axialer Richtung der Ankerwelle (30) auf die vorgegebene Einbauposition der ersten Scheibe (10) nach dem Aufpressen der zweiten Scheibe (20).
Lagerung für eine Ankerwelle (30) in einem Motorgehäuse (90), umfassend: – eine erste Scheibe (10), die auf der Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes angeordnet ist, – eine Distanzhülse (40), die auf der Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes angeordnet ist, so dass die Distanzhülse (40) mit der ersten Scheibe (10) in Kontakt ist, – ein Lager (50), das an dem Motorgehäuse (90) angeordnet ist, auf der Distanzhülse (40); – eine zweite Scheibe (20), die auf der Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes angeordnet ist, so dass die zweite Scheibe (30) und die Distanzhülse (40) in Kontakt sind.
Drosselklappe mit einer Lagerung nach Anspruch 4, wobei der äußere Durchmesser der Distanzhülse (40) im Wesentlichen dem inneren Durchmesser des Lagers (50) entspricht.
Drosselklappe nach Anspruch 4 oder 5, wobei die zweite Scheibe (20) sowohl mit dem Lager (50) als auch mit der Distanzhülse (40) in Kontakt ist.
Drosselklappe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Länge der Distanzhülse (40) derart gewählt ist, dass die erste Scheibe (10) lediglich mit der Distanzhülse (40) in Kontakt ist.
Drosselklappe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das Lager (50) in dem Motordeckel (70) axial unbeweglich ist.