DE2739407A1

DE2739407A1 - Elektrische kleinmaschine

Info

Publication number: DE2739407A1
Application number: DE19772739407
Authority: DE
Inventors: Ernst Muenster; Joseph Steiner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-09-01
Filing date: 1977-09-01
Publication date: 1979-03-15
Also published as: IT7827145A0; FR2402333A1; IT1098741B; GB1586329A; FR2402333B3

Description

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Kleinmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine elektrische Kleinmaschine bekannt, deren Welle in ihren axialen Längsverschiebuncen durch zwei mit dem Lagerkörper zusammenwirkende Anschläge begrenzt ist, von denen der eine innerhalb und der andere außerhalb des Gehäuses der Kleinmaschine auf der Welle vorgesehen ist. Der innere Anschlag ist dabei beispielsweise als eine Anschlagschulter der Welle und der äußere Anschlag als eine auf die Welle aufgepreßter Stahlring ausgestaltet. Sowohl die innere Schulter als auch der außen aufgepreßte Stahlring laufen an ebene Stirnseiten eines im Gehäuse gehaltenen Kalottenlagers an und begrenzen die möglichen axialen Längsverschiebungen der Welle. Dieser bekannte Längsspielausgleich ist einerseits umständlich und andererseits in seiner Einsatzbreite begrenzt: Umständlich und teuer ist der Längsspielausgleich dadurch, daß in den beiden möglichen Verschiebungsrichtungen der Welle in ihrer Lagerung zwei verschiedene, baulich getrennte Axialanschläge notwendig sind. In seiner Einsatzbreite ist der Längsspielausgleich dadurch begrenzt, daß zumindest der innerhalb des Gehäuses liegende als Schulter der Welle ausgestaltete Axialanschlag bei einem einmal gewählten Erzeugnis festliegt. Soll die Welle in axialer Richtung gesehen an verschiedenen Stellen justiert werden, so ist die Zwischenlage von Distanzscheiben zwischen dem Anschlag und der Anlauffläche am Kalottenlager notwendig.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße elektrische Kleinmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die als Axialanschläge wirkenden Haltemittel in eine einzige, außerhalb des Gehäuses der Kleinmaschine an der

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Welle angeordnete Ausnehmung eingreifen. Werden die Haltemittel so angeordnet, daß sie an axial gesehen verschiedene Stellen justiert werden können, so ergibt sich eine besonders einfache axiale Einstellmöglichkeit für die Welle.

Durch die iii den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen elektrischen Kleinmaschine möglich. Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ergibt sich, wenn die Haltemittel an einem Kunststoffteil angeordnet sind, das an Gehäuseteilen des Kleinmotors befestigt ist und elektrische Anschlußmittel - wie Steckerfahnen - trägt. Dabei können die Haltemittel an das Kunststoffteil einstückig angeformt sein.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen elektrischen Kleinmotor im Teillängsschnitt, Figur 2 eine Draufsicht auf den Kleinmotor gemäß II der Figur 1, Figur 3 eine Haltescheibe, Figur k ein zweites Ausführungsbeispiels des vorderen Lagerteils eines Kleinmotors gemäß Figur 1, Figur 5 ein drittes Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4, Figuren 6, 7 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Kleinmotors und Figur 8 den Kleinmotor in der Ansicht gemäß Figur 7 als sogenannte "Explosions Zeichnung".

Beschreibung der Erfindung

Der in den Figuren 1 bis 3 der Zeichnung dargestellte elektrische Kleinmotor hat einen Läufer 1, der zusammen mit einem Kommutator 2 auf einer Welle 3 sitzt. Die Welle 3 ist in zwei metallischen Kalottenlagern 4, 5 gelagert, von denen jeweils eine in ein entsprechend ausgebildetes Aufnahmeloch von lager-

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schildähnlichen Teil eines rahmenförmigen Gehäuses 6 des Kleinmotors eingesetzt und befestigt ist. Die Gehäuseteile 6 sind auf in der Zeichnung nicht näher dargestellte Art und Weise in einem Rückschlußring 7 befestigt, welcher an seiner inneren, dem Läufer 1 zugewandten Seite Permanentmagnetsegmente 8 trägt.

Auf der dem Kommutator zugewandten Seite ragt die Welle 3 aus dem Kalottenlager 5 heraus. In den aus dem Kalottenlager herausragenden Endabschnitt 9 der Welle 3 ist eine als Nut 10 ausgebildete, sich um den Umfang der Welle 3 erstreckendende Ausnehmung angeordnet. Die Ringnut 10 hat - wie Figur 1 erkennen läßt - zwei normal zur Achse der Welle 3 stehende ebene Flankenflächen. In die Ringnut 10 greifen als Haltescheibe 11 (Figur 3) ausgebildete Haltemittel ein, die in ihrer Querschnittsform - zumindest in Achsrichtung der Welle 3 gesehen der Querschnittsform der als Ringnut 10 ausgebildeten Ausnehmung angepaßt sind (Figur 1). Die Haltescheibe hat einen einseitig offenen Schlitz 12, dessen Breite bis auf ein geringes Bewegungsspiel dem Durchmesser der Welle 3 am Boden der Ringnut 10 entspricht. Wie insbesondere aus Figur 3 erkenntlich ist, ist das innere Ende des Schlitzes 12 mit einem Radius versehen, der ebenfalls durch ein geringes Bewegungsspiel dem Boden der Ringnut 10 angepaßt ist.

Die Haltescheibe 11 ist in einem Kunststoffteil 13 gehaltert, das am Gehäuseteil 6 des Kleinmotors befestigt ist. Das Kunststoffteil 13 dient als elektrisches Anschlußteil für den Kleinmotor und ist deshalb mit Steckerfahnen 14, 15 versehen. Die Steckerfahnen I¹J, 15 sind über daran befestigte elektrische Leiter 16. 17 mit in Hammerbürstenhaltern 18, 19 geführten, in der Zeichnung nicht näher dargestellten, am Kommutator 2 anliegenden Schleifkohlen verbunden.

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Die Haltescheibe 11, die aus einem Kunststoff, oder aus einem anderem Werkstoff mit günstigen Gleiteigenschaften gefertigt ist, ist in einen zugeordneten Aufnahmesehlitz 20 eingeschoben, der in einem brückenartigen Portsatz 21 des Kunststoffteils 13 angeordnet ist. Der Unterschied zwischen der Breite des Aufnahmeschlitzes 20 und der Stärke der Haltescheibe 11 bestimmt das Axialspiel der Welle 3 und damit des Läufers 1 gegenüber dem Ständer des Kleinmotors. Die in Achsrichtung der Welle 3 gemessene Breite des Aufnahmeschlitzes 20 entspricht bis auf ein geringes Bewegungsspiel der Stärke der Haltescheibe 11.

In Figur 4 der Zeichnung ist ein etwas vereinfachtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Kunststoffteil 33, das wiederum als elektrisches Anschlußteil wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgestaltet ist, ebenfalls mit einem brückenartigen Portsatz Ml versehen. Die im ersten Ausführungsbeispiel in Form der Haltescheibe 11 ausgestalteten Haltemittel sind bei diesem Ausführungsbeispiel einstückig an den Fortsatz 41 angeformt: Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich ein dem Schlitz 12 entsprechender Schlitz - der in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist direkt im brückenartigen Fortsatz 4l. Dieses Ausführungsbeispiel ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel wegen des Wegfalls einer gesonderten Haltescheibe naturgemäß billiger. Die unter Umständen nicht ganz so guten Gleiteigenschaften des Kunststoffes - des Kunststoffteils 33 bzw. des Fortsatzes 41 - gegenüber dem Stahl der Welle 3 muß natürlich in Kauf genommen werden. Vorteilhaft ist dabei aber, daß mit einem Arbeitsgang das Anschlußteil aufgesteckt wird und die Axialfixierung des Ankers erfolgt.

In Figur 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines Kleinmo-

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tors gemäß Figur 1 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die am aus dem Kalottenlager 5 herausragenden Endabschnitt 49 angreifenden, als Anschläge wirkenden Haltemittel als mehrfach geschlitzte, elastisch aufweitbare Kugelpfanne 50 ausgebildet. Die Kugelpfanne 50 ist wiederum - wie bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen - an einem brückenartigen Fortsatz 51 des als Anschlußteil ausgebildeten Kunststoffteils 43 angebracht. Die Kugelpfanne 50 greift in eine sich - wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen - um den Umfang der Welle 3 bzw. 49 erstreckenden Ausnehmung 60. Die Ausnehmung 60 hat - wie Figur 5 erkennen läßt - eine kugelige Form, deren Radius dem Radius der Kugelpfanne 50 angepaßt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Montage des Läufers 1 im Kleinmotor besonders einfach, weil der kugelig ausgestaltete Endabschnitt 49 nur einfach in die Kugelpfanne 50 eingeknöpft werden muß.

Ein etwa zum Ausgleich von Fertigungsungenauigkeiten - z. B. in der Länge der Welle 3 ~ notwendig werdender axialer Justiervorgang des Läufers 1 gegenüber dem Ständer des Kleinmotors kann ausgeführt werden, wenn das Kunststoffteil 13, 33, 43 etwa im Bereich des Fortsatzes 21, 4l, 51 plastisch verformt wird. Eine plastische Verformung wird erleichtert, wenn das Kunststoffteil 21, 4l, 51 etwa aus einem Thermoplast hergestellt wird.

Die Montage des Kunststoffteils 13, 33, 43 erfolgt bei allen Ausführungsbeispielen in sinngemäß gleicher Art und Weise: Nachdem der Läufer 1 bereits in den Lagern 4 und 5 des Kleinmotors eingelegt ist, werden die Haltemittel 11, 4l, 50 mit der zugehörigen Ausnehmung 10, 60 der Welle 3 in Eingriff gebracht. Danach wird das Kunststoffteil 13, 33, 43 auf eine bekannte, nicht näher zu erläuternde Art und Weise an den .Gehäuseteilen 6 des Kleinmotors befestigt.

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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 6 bis 8 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel eines Kleinmotors ist wiederum auf einer Welle 73 ein Läufer 71 mit Kommutator 72 angeordnet. Die Welle 73 ist - wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen - in Kalottenlagern 7**» 75 drehbar gelagert. Das Kalottenlager 7** ist wie das Kalottenlager 4 des in Figur 1 dargestellten Kleinmotors in Gehäuseteilen gelagert, die an einem Rückschlußring 77, dessen Innenseite Permanentmagnete 78 befestigt sind, angeordnet sind. Bis hierhin entspricht das letzte Ausführungsbeispiel dem in Figur 1 dargestellten Kleinmotor.

Das dem Kalottenlager 74 gegenüberliegend angeordnete Kalottenlager 75 ist in einer kugelpfannenförmigen Aufnahmevorrichtung 79 gehalten, welche an einem aus zwei miteinander verrasteten Hälften 80, 8l bestehenden Kunststoffteil angeformt ist. Die Aufnahmevorrichtung ist durch vier Längsschlitze 82 elastisch aufbiegbar, so daß das Kalottenlager 75 auch bei miteinander verrasteten Hälften 80, 8l eingepreßt werden kann. Figur 8 zeigt die Hälften 80, 8l einzeln; Figur 7 zeigt die an einer Trennfuge 83 aneinander anliegenden Hälften 80, 81. Jede der beiden Hälften 80, 8l des Kunststoffteils enthält - wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wiederum elektrische Anschlußmittel in Form von Steckerfahnen 84, 85. Die Steckerfahnen 84, 85 sind über in der Zeichnung nicht näher dargestellte Leiter mit in Bürstenführungen 86, 87 geführten Schleifbürsten 88, 89 verbunden. Die Schleifbürsten werden federnd gegen den Kommutator 72 gedrückt. Wie aus den Figuren 6 bis 8 der Zeichnung zu erkennen ist, sind die Bürstenführungen bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls an das aus den Hälften 80, 81 bestehende Kunststoffteil angeformt. Jede der Hälften 80, 81 enthält dabei eine der beiden Bürstenführungen.

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Das aus den beiden Hälften 80, 81 bestehende Kunststoffteil ist an Gehäuseteilen 90 befestigt, die - ähnlich wie die Gehäuseteile 6 bei dem in Figur 1 dargestellten Kleinmotor am Rückschlußring 77 des Kleinmotors befestigt sind (Figur 8). Die Gehäuseteile 90 greifen in zugeordnete Halteschlitze der beiden Hälften 80, 81 des Kunststoffteils ein (Figur 6). Die Montage der beiden Hälften 80, 81 des Kunststoffteils erfolgt dabei durch einfaches Aufschieben auf den lagerschildartigen Teil der Gehäuseteile 90, wobei dieser in die zugeordneten Schlitze der Hälften 80, 81 eingreift. Sodann erfolgt die Verbindung der beiden Hälften 80, 8l durch Verrasten von an der Trennfuge 83 angeordneten Rastmitteln 91> 91' (Figur 8). Das Kunststoffteil sitzt nun unverlierbar auf dem Gehäuseteil 90, wie aus Figur 6 klar erkennbar ist.

Zwischen der dem Läufer 71 abgewandten Stirnseite des Kommutators 72 und dem Kalottenlager 75 ist in die Welle 73 des Kleinmotors eine sich um den Umfang der Welle erstreckende Ausnehmung in Form einer Ringnut 92 angeordnet. In die Ringnut 92 greifen als Haltescheibe 93 ausgebildete Haltemittel ein. Haltescheibe 93 und Ringnut 92 entsprechen sinngemäß der Haltescheibe 11 und der Ringnut 10 beim ersten in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Die Haltescheibe 93 liegt in einer zugeordneten zylindrischen Ausnehmung 9^ im Innern des aus den Hälften 80 und 8l bestehenden Kunststoffteils. Einerseits liegt die Haltescheibe 93 auf dem lagerschildartigen Teil des Gehäuseteils 90 an, während auf die andere Stirnseite ein wenigstens teilweise das Kalottenlager 75 berührende Filzring 95 aufliegt.

Die axiale Längsbeweglichkeit des Läufers 71 wird also - wie oben beschrieben - in sinngemäß gleicher Art und Weise wie in den Figuren 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispielen bewirkt .

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Dieses letzte Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch eine besonders vereinfachte Montage aus. Die Montage geschieht durch die folgenden Arbeitsgänge. Zunächst wird die Haltescheibe 93 in die Ringnut 92 abgeschoben, sodann wird der Pilzring 95 aufgelegt und das z. B. gesinterte Kalottenlager 75 aufgeschoben. Darauf wird zunächst die Hälfte 80 auf das Gehäuseteil 90 und dann die zweite Hälfte 8l aufgeschoben. An den ineinandergreifenden Rastmitteln 90, 91 können die beiden Hälften 80, 81 durch Ultraschall auch noch verschweißt werden, wodurch das Kunststoffteil unverlierbar am Gehäuseteil 90 befestigt ist.

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Claims

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26.8.1977 Vo/Ht

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Ansprüche

/l. !Elektrische Kleinmaschine, insbesondere Kleinmotor, mit einer einen Läufer tragenden Welle, die an wenigstens einem, vorzugsweise aus dem Maschinengehäuse herausragenden, Endabschnitt in einem am Gehäuse gehaltenen Lager drehbar gelagert und in ihrer axialen Längsbeweglichkeit durch auf der Welle angeordnete Anschläge begrenzt ist, dadurch gekennzeich net, daß an dem Endabschnitt (9, 49, 99) der Welle (3, 73) eine sich um den Umfang der Welle (3, 73) erstreckende Ausnehmung (10, 60, 92) angeordnet ist, in die am Maschinengehäuse (6, 90) befestigte, als Anschläge wirkende Haltemittel (11, 41, 50, 93) eingreifen.
2. Kleinmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (11, 4l, 50, 93) in ihrer Querschnittsform zumindest in Achsrichtung der Welle (3, 73) gesehen der Querschnitt sform der Ausnehmung (10, 60, 92) angepaßt sind.
3· Kleinmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (11, 41, 93) zwei normal zur Wellenachse liegende ebene Anschlagflächen aufweisen, die an ebene Flankenflächen von der als Ringnut (lO, 92) ausgebildeten Ausnehmung anschlagen.

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ORIGINAL INSPECIH)

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4. Kleinmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (11, 93) platten- bzw. scheibenförmig ausgebildet sind.
5. Kleinmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (11, 41, 93) über einen Bereich von mindestens 180 ° des Umfangs der Welle (3, 73) in die Ausnehmung (10, 60, 92) eingreifen.
6. Kleinmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (11, 93) in Bezug auf die Achse der Welle (3» 73) in geringem Maße beweglich gehalten sind.
7. Kleinmaschine na^.i Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel als insbesondere mehrfach geschlitzte, elastisch aufweitbare Kugelpfanne (50) ausgebildet sind, in die die zumindest teilweise kugelig ausgestaltete Ausnehmung (60) der Welle (3) eingeknöpft ist.
8. Kleinmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (11, ¹Il, 50, 93) an einem Kunststoffteil (13, 33, 43, 80, 81) angeordnet sind, daß an Gehäuseteile (6, 90) der Kleinmaschine befestigt ist und elektrische Anschlußmittel (14, 15, 16, 17, 84, 85) - wie Steckerfahnen - trägt.

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9. Kleinmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (41) einstückig an das Kunststoffteil (33) angeformt sind.
10. Kleinmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die insbesondere als Haltescheibe (11, 93) mit einseitig offenem Schlitz (12) ausgestaltetem Haltemittel in das Kunststoff teil (13, 80, 81) eingelegt sind.
11. Kleinmaschine mit in Bürstenhaltern geführten Schleifbürsten, die elastisch gegen einen Kommutator gehalten werden, nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenhalter (86, 87) einstückig am Kunststoffteil (80, 81) angeformt sind.
12. Kleinmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffteil aus zwei miteinander verbindbaren Hälften (80, 8l) besteht, von denen jede einen Bürstenhalter (86, 87) enthält.

13· Kleinmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffteil (80, 8l) eine Aufnahmevorrichtung (79) für einen vorzugsweise als Kalottenlager ausgebildeten Lagerkörper (75) der Welle (73) der Kleinmaschine enthält.

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1*ί. Kleinmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (93) und die zugehörige Ausnehmung (92) der Welle (73) ~ in Richtung der Achse der Welle (73) gesehen - zwischen dem Lager (75) der Welle (73) und dem Läuier (71) angeordnet ist.

15· Kleinmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (11, 4l, 50) und die zugeordnete Ausnehmung (10, 60) der Welle (3) - in Richtung der Achse der Welle (3) gesehen - außerhalb des Lagers (5) der Welle (3) angeordnet ist.

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