DE3213418A1 - Elektrokleinmotor mit gleitlagern - Google Patents

Elektrokleinmotor mit gleitlagern

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Description

, 8.4.1982
Elektrokleinmotor tn'it bierfcaje ν* DT-454
Die Erfindung betrifft einen Elektrokleinmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei solchen Elektrokieinmotoren treten gegeneinander wirkende Axialkräfte auf. Diese Axialkräfte werden vom elektromagnetischen Feld im Luftspalt und, wenn der Motor z.B. einen Axiallüfter antreibt, von der Reaktionskraft der Lüfterflügel erzeugt, gegen welche, je nach Einbaulage, das Rotorgewicht entgegenwirkt.
Der freilaufende Rotor neigt hierdurch zu axialen Schwingungen, die zu störenden Laufgeräuschen führen. Die Laufgeräusehe entstehen durch das Anschlagen der Anlaufscheiben, welche der Lebensdauer wegen aus gehärtetem Stahl sind, an der Stirnseite der metallischen Gleitlager. Obwohl sich die auf dem Markt befindlichen Kleinmotoren in ihrer robusten Bauweise im allgemeinen seit langem bewährt haben, gibt es insbesondere bei solchen Motoren, die nach entfeinertem, rationellerem Fertigungsverfahren hergestellt wurden, je nach Einbaulage d.h. Schräglage der Achse einen unruhigen Lauf bzw. häufig ein bestimmtes Geräusch, sogenanntes Axialrattern .
Das Problem ist bei einem Außenläufermotor mit Rotorglocke verschärft.
Dieses Geräusch wird im wesentlichen durch das elektromagnetische Feld verursacht, welches durch Unregelmäßigkeiten im Luftspalt Vibrationen auch durch axiale Schwingungen auslöst. Je nach Größe des Axialspieles des Rotors, welches aus fertigungstechnischen Gründen zwischen o,l und o,8 mm liegen kann, und dem Resonanzverhalten des Gerätes, in welches der Motor eingebaut werden soll, kann es zu untragbarem Geräusch kommen. Um solches zu beseitigen, hat man bereits geräuschdämpfende Elemente gesucht. Eine Lösung dieses Problems ist für Kugellager aus der DE-OS 27 öl 2o5 bekannt.
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Eine hinreichend geräuscharme Lagerung bei Gleitlagern kam durch individuelles Zuordnen von 1 mm dicken Stahlscheiben, welche winkelgerecht auf die Wellen aufgepaßt wurden, zustande. Bei großen Stückzahlen (Bandmontage) ist dieses Fertigungsverfahren nicht mehr tragbar.
Eine andere Lösung mit Kombinationsscheiben, bei denen eine lose, die Wolle nicht verkratzende, o,3 mm dicke Stahlscheibe mit Hilfe einer Klebefolie an eine auf der Welle festsitzende Hartgewebescheibe aufgeklebt wurde, bedeutet Aufwand.
Hiermit konnte zwar eine schnellere Montage erreicht werden, aber die Herstellungskosten waren hoch; außerdem trat durch diese Scheibenkombination eine große Geräuschdämmung ein.
Eine weitere Lösung mit sogenannten D-Lochscheiben war ebenfalls nicht geeignet, weil die profilentsprechende Anfräsung an aer Welle für einen D-förmigen Wellenquerschnitt an dieser Stelle infolge auftretender Längentoleranzen zum Teil im Bereic.i des Sinterlagers positioniert gewesen wäre und diese Anordnung zu Frühausfällen geführt hätte. Auch ist die Montage der sogenannten D-Lochscheiben nicht serienfertigungsfreundlich, weil das Auffinden des D-Loches Schwierigkeiten bereitet und die Montagezeit verlängert. Ausführungen mit Verwendung von Druckfedern führten zwar zu einer Herabsetzung des Axialgeräusches, waren jedoch wegen der in einer Produktionsserie auftretenden sehr unterschiedlichen Reibungsverhältnisse keine j zuverlässige Lösung, da die Lebensdauer stark reduziert S wird. I
Nach dem DE-GM 80 31 361.7 ist es bekannt, ein teller-oder hülsenartiges, in axialer Richtung federelastisches Dämpfungselement aus' Gummi oder einem gummiähnlichen Stoff, dessen eine dem Axiallager zugekehrte Stirnfläche an einer
anliegt, Ringscheibe (AnI aufschei belauf der Motorachse lose vorzusehen.
Dabei ist nachteilig, daß die Anlaufscheibe nicht drehfest mit der Motorachse verbunden ist, so daß nicht gewährleistet ist, daß die Gleitfläche der Anlaufscheibe auf der Stirnseite des Gleitlagers läuft. Gleitbewegungen an anderen Stellen als zwischen der Stirnfläche des Gleitlagers und der anliegenden Fläche aer Anlaufscheibe führen aber zu u.U. starkem Abrieb am Dämpfungselement und damit zum frühzeitigen Ausfall des Lagersystems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde bei einem gattungsgemäßen Kleinmotor axiale Schwingungen mit möglichst einfachen und leicht montierbaren Mitteln zu unterdrücken.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Anspruchs Dadurch wird billig gewährleistet, daß die axialen Gleitflächen dort liegen, wo Schmiermittel zuverlässig anwesend sind, so daß eine möglichst große Lebensdauer des Lagersystems erreicht wird.
Die drehfeste Verbindung zwischen Motorachse und Anlaufscheibe kann dabei kraft-und/oder formschlüssig erfolgen.
Nach der Erfindung wird die Gleitfläche der Anlaufscheibe auf die Stirnfläche des Gleitlagers gedruckt und somit sind durch die drehfeste Verbindung der Motorachse mit der Anlaufscheibe die Gleitbewegungen nur zwischen der Stirnfläche des Gleitlagers und der anliegenden Fläche der Anlaufscheibe möglich. Insbesondere werden die durch Axialschwingungen bedingten Geräusche stark herabgesetzt, ohne daß für das Lagersystem mehr Einbauraum zur Verfugung gestellt werden muß.
Außerdem können erfindungsgemäße Ausführungen als Standardlager in Serien-Fertigungsstraßen neu eingeführt werden, ohne daß an einem vorhandenen Stator-Montage-Automaten Strukturänderungen vorgenommen werden müssen.
- 7·'- : ·'>' 3213413
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung enthalten die Beschreibung und die Unteransprüche.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 abgebrochen den Schnitt einer erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 2 abgebrochen den Schnitt einer anderen erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 3 abgebrochen den Schnitt AA der in Fig. 2 gezeigten Anordnung,
Fig. 4 die Draufsicht der AnI aufsche'ibe einer Anordnung nach Fig. 1,
Fig. 5 die Seitenansicht der Anlaufscheibe nach Fig. 4,
Fig. 6 die Draufsicht der Anlaufscheibe einer Anordnung nach Fig. 2,
Fig. 7 einen Schritt durch die Anlaufscheibe nach
Fig. 6,
Fig. 8 die Seitenansicht einer Druckfeder.
Fig. 1 zeigt in einer Tei1schnittansicht eine erfindungsgemäße Lageranordnung eines Kleinmotors mit einer Welle 1, die in zwei Sintergleitlagern2 , 2' gelagert ist, die wiederum von einem Lagerrohr3 umgeben sind. Am Si ntergl ei ti ager^ ist stirnseitig eine vorzugsweise gehärtete Stahlanlaufscheibe ψ angeordnet-, die mit einer mehrgängigen, die Welle'/ umgebenden Druckfeder 5 verbunden ist, welche mit einem der AnT aufscKeiber· gegenüberliegenden Sicherungsring^ in Kontakt steht. Das Ende der Druckfeder S'ist in die öffnung des Sicherungsringes 6 ein rastbar, wodurch die Anlaufscheibe k- zwangsläufi g mitgenommen wird. Wie nachfolgend noch erläutert, ist die Druckfeder 5 durch Laserstrahlen an der Stahl anl aufscheibe ir, ohne daß Beschädigungen an der Lauffläche entstehen, geschweißt. Dieses Ausführungsbeispiel ist aber nur voll wirksam, wenn die Drehrichtung des Motors in PfeiIrichtung 20 erfolgt. Die Axialbegrenzung in der anderen Richtung ist so ausgeführt, daß eine mit der Rotorgehäusenabe 8 fest verbundene zweite Stahlanlaufscheibe 9 an der Stirnseite des Sintergleitlagers 2l angeordnet ist. Damit ist sichergestellt, daß die garantiert zwischen den ölgetränkten Sintergleitlagern und den vorzugsweise aus gehärtetem
htrqet\tlUtH buch doA
StahiVioberflächenvergüteten Anl aufscheibenverfol gt. Der besseren Verständlichkeit wegen ist in Fig. 1 die Druckfeder 5 in Ansi cht dargestel11.
Fig. 2 zeigt eine Tei1schnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Kleinmotors mit Axialpunktlagerung , bei dessen bereits beschriebenem Lagersystem stirnseitig am Sintergleitlager 2. eine gehärtete Stahl anl aufschei be Jf angeordnet ist, die verdrehfest in einen Kunststoffring 40, bestehend z.B. aus Polyamid, eingespritzt ist. Der Kunststoffring AQ weist zur Zwangsmitnahme zwei Nasen M auf, zwischen denen der Si cherungsring 6 form angeordnet ist. Zwischen der Stahlscheibe k und dem Sicherungsring 6 ist wie in Fig. 1 eine Druckfeder 5 angeordnet, die lose dazwischen sitzt. Diese Lagerung ist weiterhin vorteilhaft ausgebildet, weil der Rotor mit Welle in axialer Richtung nur so weit bewegt werden kann, wie es das Spiel Al, welches vorher bestimmbar ist, zwischen dem Kunststoffring 40 und dem Sicherungsring 6 zuläßt. Das Gegenlager bei Fig. 2 erfolgt über eine an
der Stirnseite der Rotorwelle \ kugelförmig angeschliffene Kuppel, wel ehe mit einer Scheibe Λ5Γ zusammen .ein. Punktlager bildet. Die Scheibe JlS besteht vorzugsweise aus Kunststoff mit Notlaufeigenschaften und ist in einer Vertiefung 46 des Zentrierzapfens feines Gußflansches ^% angeordnet.
Fig. 3 zeigt eine Stirnansicht in Pfei 1 richtung AA von Fig. 2, bei welcher' die Anordnung des Sicherungsringes 6 zwischen den Nasen AA. und 4V des Kunststoffringes 40 deutlich erkennbar ist. Wie in gleicher Figur gezeigt nimmt die Welle ή über den Sicherungsring 6 bei Drehri chtung' des Motors in Pfei1richtung 14 die Anlaufscheibe 4 über den Nocken mit. In Gegenrichtung liegt dann der andere Schenkel des Sicherungsringes 6 an dem Nocken * der Anlaufscheibe an. Die Anordnung ist in beiden Fällen so gewählt, daß durch die Nocken 44 und M1 die Schenkel des Sicherungsringes
zugedrückt werden und daß dadurch eine noch bessere Mitnahme gewährleistet ist.
Fig. 4 zeigt die Draufsicht einer mit einer Feder verbundenen Anlaufscheibe. An den gekennzeichneten Punkten 23 und lb] ist diese durch Laserstrahlen mit der Stahlscheibe 4 verschweißt. Durch dieses Schweißverfahren ist sichergestellt, daß auf der dem Sintergleitlager zugewandten Seite keine Beschädigungen,
des Löeefäyifehis
welche die Lebensdauervnegatiν beeinträchtigen können, auftreten.
Fig. 5 zeigt die gleiche Anlaufscheibe in Seitenansicht, wobei deutlich erkennbar ist, daß eine Drei Viertelwindung 5' der Feder 5 an die Stahl anl aufscheibe 4 angelegt ist, damit eine qu\c Verschweißung beider Teile überhaupt stattfinden kann. Das gegenüberliegende Ende weist die normale Steigung auf zur Einrastung in Schlitz des Sicherungsringes
Fig. 6 und Fig. 7 zeigt die Drauf-und Seitenansicht einer in Fig. 2 beschriebenen Anlaufscheibe. Dabei ist die eigentliche StahlanlaufscheibeM'n einen Kunststoffrina eingespritzt. Zur
h besseren Mitnahme ist der Außendurchmesser der StahlseheibeTmit Flächenversehen. An der gegenüberliegenden Seite des Kunststoff-
- Io -
ringes Io sind die beiden Nocken 11 und II1 angespritzt. Die Mitnahmeflächen sind nicht dargestellt, Sie sind Ausnehmungen oder Abflachungen am kreisförmigen Außenrand der Scheibe 4, so daß die Mitnahmeflächen von der Länge der Ausnehmungen oder Abflachungen und der Dicke der Scheibe 4 gebildet werden. Der Kunststoffring Io umgreift die Stahlscheibe 4 an diesem Außenrand·. Zum zuverlässigen Einspritzen der Scheibe 4 sind ihren Rand umgreifende Vorsprünge
lol vorgesehen, die axial vorragen. Deshalb sind die Lager 2, 21 an der Stirnseite radial außen umlaufend mit Ausnehmungen 22 versehen, die radial und axial so groß sind, daß die Vorsprünge lol darin ohne die Gefahr des Streifens rotieren können, wie die Fig.2 anschaulich zeigt. Dadurch ist ohne zusätzlichen Einbauraum oder ohne größere Lagerabmessung eine vorteilhafte Realisierung der Erfindung möglich.
Fig. 8 zeigt die Seitenansicht einer normalen Druckfeder mit einseitig angelegten Windungen, wie sie bei Verwendung von Anlaufscheiben, wie in Position 6 und 7 dargestellt, verwendet werden.
Die Welle 1 der Fig. 1 hat einen Durchmesser von 4 mm. Der Innendurchmesser der Scheibe 4 ist um wenige l/loo mm größer als dieser Wellendurchmesser, z.B. um o,o3 mm, so daß ein enger Spielsitz zwischen Welle 1 und dem Loch der Scheibe 4 mit relativer Toleranz von ca. 1% besteht.
In Fig. 5 wirkt die Feder 5 und in Fig. 7 das Ringteil Io als Mitnehmer 7, 7A hinsichtlich der Rotation der Welle 1 für die Scheibe 4, wobei die Feder 5 zusätzlich den Längenausgleich der Toleranzen (Axialspiel =; o) besorgt.
ι 'Μ~·
Leerseite

Claims (1)

  1. PAPST-MOTOREN GmbH & Co KG 8.4.1982
    St.Georgen/Schwarzwald DT-454
    Patentansprüche
    Elekcrokleinmotor mit Gleitlagern und mit einer stehenden oder rotierenden Motorachse und mit wenigstens einer stirnseitig an einem der Gleitlager axial gestützten Axial lagerung,
    dadurch gekennzei chnet, daß ein Federelement (5) wenigstens eine mit der Motorachse drehfest verbundene Gleitfläche axial gegen eine Stirnfläche eines Gleitlagers (2)(drückt.
    Anordnung bei einem Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stanzbiegeteil die Gleitfläche aufweist, welches Mitnehmer zur drehfesten Mitnahme mit der Motorachse aufweist.
    Anordnung bei einem Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche zu einer Anlaufscheibe (4) gehört, die Teil eines Kunststoff-Spritzteiles (lo) ist und vorzugsweise über angespritzte Mitnehmer (11, II1) drehfest mit der Motorachse (1) verbunden ist.
    Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche Teil einer zusätzlichen, gehärteten Stahlscheibe ist, welche mit der Anlaufscheibe (Stanzbiegeteil oder Kunststoff-Spritzteil (lo)) kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist.
    Anordnung bei einem Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine gehärtete Stahlscheibe (4), die mit der Motorachse drehfest verbunden ist, unmittelbar gegen die Stirnfläche drückt.
    6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine Schraubenfeder (5), vorzugsweise mit weicher Kennlinie, ist.
    7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement kraft-und/ oder formschVüssi g· mi t der Anlaufscheibe verbunden ist.
    8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (5) mit der Anlaufscheibe (4) verschweißt ist.
    9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die drehfeste Verbindung über einem Sicherungsring (6) auf der Motorachse (1) erfolgt.
    10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mitnehmer (11, II1) an der Anlaufscheibe (4) die Anlaufscheibe formschlüssig mit der Motorachse verbinden.
    11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federweg (12) des Federelementes (5) durch einen axialen Anschlag (19) begrenzt ist.
    12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (5) an einem ersten Ende mit der Anlaufscheibe (4) verbunden und am anderen Ende mit dem Sicherungsring (6) verrastet ist.
    13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Ende der Schraubenfeder eine Drei Viertelwindung zur Anlage an der Anlaufscheibe angelegt ist und das gegenüberliegende Ende der durchgehenden Steigung entsprechend ausläuft, wobei dieses zwischen den beiden Schenkeln des omegaförmigen, radial federnden Sicherungsringes einrastet und von Welle und Sicherungsring mitgenommen wird.
    14. /*η srdiiä ung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder entgegen der Drehrichtung des Motors gewickelt ist.
    — j —
    15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe in einen Kunststoffring eingespritzt ist, welcher zur Kraftübertragung vorstehende Nocken aufweist, die vom Sicherungsring in beiden Drehrichtungen mitgenommen werden können.
    16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffring die Anlaufscheibe umgreift und dort mit diesem ringartigen Teil in Ausnehmungen im Bereich der radialen Außenkanten der im übrigen wesentlich hohlzylindrischen Gleitlager eintaucht.
    17. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem koaxial angetriebenen, axial kompakten Axialventi1ator.
    18. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit der Motorachse drehfest verbundene Gleitflächen (der Anlaufscheiben 4, 9) von einem Federelement (5) gegen die Stirnseiten von zwei Gleitlagern (2, 21) gedrückt werden.
    19. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in Innen-oder Außenläufermotoren.
    20. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die lose eingelegte Feder die Axialluft wegnimmt.
    -4-
DE19823213418 1981-04-14 1982-04-10 Elektrokleinmotor mit gleitlagern Granted DE3213418A1 (de)

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