DE3545886C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen Elektromotor, insbesondere permanentmagnetischen Rotor, vorzugsweise für Synchron- oder Schrittmotor, mit einer gelagerten Welle, wobei zwischen Lager und Rotor eine Anlaufscheibe vorge­ sehen ist, die mit dem Rotor in Drehrichtung gekuppelt ist.

Ein derartiger Rotor mit in Drehrichtung gekuppelter An­ laufscheibe ist aus der DE-AS 11 71 511 bekannt. Dabei stehen an dem Rotor Nasen vor, die zwischen benachbarte Spitzen an der Außenkontur der Anlaufscheiben - in der Druckschrift Federn genannt - eingreifen. Dadurch kann bei der Drehbewegung des Rotors die direkte Berührung zwischen dessen Kern und dem Lager verhindert werden.

Vor allem bei der Magnetisierung permanentmagnetischer Rotoren bedeutet jedoch die Berücksichtigung der Anlauf­ scheiben einen erheblichen Aufwand, und eine Weiterverar­ beitung im Bereich des Rotors mit Automaten ist wegen der Berücksichtigung der Anlaufscheiben praktisch nicht möglich, insbesondere dann, wenn die Anlaufscheiben bei der Montage mit den Zwischenräumen zwischen den randseitigen Spitzen an die Nasen der Rotoren angepaßt werden müssen.

Es besteht deshalb die Aufgabe, einen Rotor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der eine vereinfachte Handhabung bei der endgültigen Montage und der evtl. Ma­ gnetisierung ermöglicht, so daß Automaten eingesetzt werden können. Dennoch sollen zusätzliche Maschinenelemente vermieden werden.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Anlauf­ scheibe in axialer, von dem Rotor weggerichteter Richtung formschlüssig mit dem Rotor dadurch verbunden ist, daß zumindest der unmittelbar auf der Welle befindliche Kern des Rotors aus einem verformbaren Werkstoff, wie Kunststoff oder eine Aluminiumlegierung besteht, eine Ausnehmung zur Aufnahme der Anlaufscheibe in dem Kern vorgesehen ist und am Rand der Ausnehmung wenigstens eine Verformung angeordnet ist, die die Anlauf­ scheibe an ihrer Außenseite übergreift. Dadurch kann also diese Anlaufscheibe - bei einem zweiseitig gelagerten Rotor beide Anlaufscheiben - mit dem Rotor vorgefertigt verbunden sein, so daß dieser anschließend beliebig gehand­ habt werden kann, ohne daß noch auf die zwischen Rotor und Lager angeordneten Anlaufscheiben geachtet werden muß. Dabei ist sichergestellt, daß die nicht nur in Dreh­ richtung, sondern auch in axialer Richtung formschlüssig festgelegte Anlaufscheibe beim Montieren oder sonstigen Handhaben des Rotors nicht aus ihrer Gebrauchsstellung verloren geht. Somit ergibt sich ein Rotor, bei welchem Anlaufscheiben und eine evtl. Feder gegen Herausfallen gesichert sind, so daß der Rotor als Komplett-Teil vor­ bereitet werden kann und eine weitere Bearbeitung er­ heblich vereinfacht ist. Insbesondere können Handlings­ automaten und im Falle eines zu magnetisierenden Rotors eine Roboter-Magnetisierung zum Einsatz kommen. Darüber hinaus sind Einzelteile auf ein Minimum reduziert.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Tiefe der Ausnehmung des Rotors größer als die Dicke der Anlaufscheibe ist. Dadurch ergibt sich an der Rotorstirnseite gegenüber den Anlaufscheiben noch ein gewisser Überstand, so daß nicht nur die radiale, sondern vor allem auch die axiale Festlegung mit wenigstens einer Verformung mit großer Sicherheit erfolgt und beibehalten bleibt. Besonders zweckmäßig ist es dabei natürlich, wenn am Kern mehrere Verformungen, am Umfang der Anlaufscheibe verteilt, ange­ ordnet sind.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung für die kombinierte formschlüssige Festlegung in Dreh­ richtung und in axialer Richtung ergibt sich, wenn die Kontur bzw. der Umriß der Anlaufscheibe ein durch wenigstens eine Abflachung, vorzugsweise drei Abflachungen, unterbrochener Kreis ist, der formschlüssig in die analog konturierte Ausnehmung der Rotorstirnseite paßt, die abgeflachten Umfangsbereiche durch Bogenstücke verbunden sind und die Verformungen des Rotorkerns den Außenrand der An­ laufscheibe an einem Bogenstück übergreifen. Auf diese Weise bleibt die Anlaufscheibe einem Kreisring soweit wie möglich angenähert, wird jedoch durch die Ab­ flachungen so gestaltet, daß der Formschluß in Dreh­ richtung leicht erreicht werden kann. Gleichzeitig er­ geben sich günstige Angriffsstellen für die die An­ laufscheibe übergreifenden Verformungen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 5 bis 7. Dabei betrifft Anspruch 5 eine be­ sonders zweckmäßige Anordnung einer Druckfeder zwischen Rotor und Anlaufscheibe, um eine spielfreie Anordnung zu erlauben.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden Einzelheiten anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel noch näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen vollständig zusammengesetzten Elektro­ motor mit einem erfindungsgemäßen Rotor,

Fig. 2 einen Längsschnitt des Rotors mit Welle und beidseitig angeordneten formschlüssig befestigten Anlaufscheiben, wobei auf einer Seite auch eine Druckfeder vorgesehen ist, sowie

Fig. 3 eine Stirnseite des Rotors gemäß Fig. 2 mit einer einen unrunden Umriß aufweisenden Anlauf­ scheibe.

Ein im ganzen mit 1 bezeichneter Elektromotor weist einen Rotor 2 auf, der insbesondere im Falle eines Synchron- oder Schrittmotors ein permanentmagnetischer Rotor sein könnte.

Der Rotor 2 hat eine im Ausführungsbeispiel beidseits ge­ lagerte Welle 3, wobei gemäß Fig. 1 zwischen Lager 4 - beispielsweise einem Sinterlager - und Rotor 2 jeweils eine Anlaufscheibe 5 vorgesehen ist.

Vor allem anhand der Fig. 2 und 3 erkennt man, daß die Anlaufscheiben 5 mit dem Rotor 2 in Drehrichtung formschlüssig gekuppelt und in noch zu beschreibender Weise am Rotor 5 festgelegt sind.

Vor allem aus Fig. 3 wird deutlich, daß die Anlaufscheibe 5 unrund ist und mit ihrem Umfang formschlüssig in eine analog konturierte Ausnehmung 6 der Rotorstirnseite paßt. Die An­ laufscheiben 5 sind dabei auch in axialer, von dem Rotor weg­ gerichteter Richtung formschlüssig mit dem Rotor 5 ver­ bunden, was im folgenden noch näher erläutert wird.

Gemäß Fig. 3 ist die Kontur der Anlaufscheibe 5 ein durch wenigstens eine, im Ausführungsbeispiel drei Abflachungen 7 unterbrochener Kreis. Dies kommt einerseits der Rotations­ symmetrie des Rotors entgegen, ermöglicht aber dennoch, die Anlaufscheiben 5 formschlüssig in entsprechend konturierte Ausnehmungen 6 anzulegen. Die abgeflachten Umfangsbereiche 7 sind dabei jeweils durch Bogenstücke 8 verbunden.

In Fig. 1 und 2 erkennt man, daß die Ausnehmungen 6 des Rotors 2, in welchen die Anlaufscheiben 5 formschlüssig ge­ halten sind, eine größere Tiefe haben, als es der Dicke der Anlaufscheiben 5 entspricht. Somit ergibt sich an der Rotorstirnseite gegenüber den Anlaufscheiben noch ein ge­ wisser Überstand, jedoch stehen die Lager 4 bis zu den Scheiben vor.

Der erwähnte Überstand der Ausnehmungen 6 steht im Zusammen­ hang mit der formschlüssigen Festlegung der Anlaufscheiben 5 in axialer Richtung. Zumindest der unmittelbar auf der Welle 3 befindliche Kern 9 des Rotors kann nämlich zweck­ mäßigerweise aus Kunststoff oder einer Aluminiumlegierung bestehen, und die Ausnehmung 6 zur Aufnahme der Anlaufscheibe 5 ist in dem Kunststoff oder der Aluminiumlegierung vorgesehen. Am Rand der Ausnehmung 6 erkennt man nun wenigstens eine, im Ausführungsbeispiel am Umfang verteilt drei Verformungen 10, die die Anlaufscheibe 5 an ihrer Außenseite übergreifen und zweckmäßigerweise nach dem Einfügen der Anlaufscheibe 4 ange­ formt sind. Die Verformungen 10 des Rotorkerns 9 können da­ bei den Außenrand der Anlaufscheibe 5 vorzugsweise an den Bogenstücken 8 übergreifen, wie man es in Fig. 3 erkennt.

Eine besonders zweckmäßige und wichtige Ausgestaltung der Er­ findung besteht darin, daß der Rotorkern 9 in seinem Inneren nahe einer Stirnseite eine einstückig eingeformte Hülse 11 mit einer Ausnehmung zum Einsetzen einer Druckfeder 12 aufweist, wobei die Hülse 11 kürzer als die Druckfeder 12 selbst ist. Mit axialem Abstand zur Stirnseite der Hülse 11 ist ebenfalls innerhalb des Rotorkerns 9 die Anlaufscheibe 5 gleichzeitig als äußeres Gegenlager für die Druckfeder 12 angeordnet. Somit erhält in diesem Falle die Anlaufscheibe 5 eine Doppelfunktion, indem sie einerseits die ein Axialspiel verhindernde Druckfeder 12 hält und andererseits ihre An­ lauffunktion mit dem zugehörigen Lager 4 erfüllt.

Der Kern 9 des Rotors 2 steht gegenüber dem magnetisierbaren Mantel 13 an der Rotorstirnseite radial über und ist bezüglich seines Außendurchmessers in diesem überstehenden Bereich in Form eines Flansches 14 vergrößert, der allerdings den Durchmesser des Mantels in diesem Falle nicht überragt. Dabei hat der Rotorkern 9 von beiden Stirnseiten her in sein Inneres eingreifende ringförmige Ausnehmungen 15, die im Ausführungsbeispiel durch Rippen 16 ausgesteift sind. Die nicht an der Druckfeder 12 abgestützte Anlaufscheibe 5 liegt dabei an beiden Rändern einer solchen Ringausnehmung 15 an, um eine gute Abstützwirkung zu ergeben.

Es sei noch erwähnt, daß der Rotor 2 auch einstückig aus kunststoffgefülltem Magnetmaterial bestehen kann. In diesem Falle wären die Teile 9 und 13 nur ein einziges Teil.

Vor allem in Fig. 2 erkennt man, daß der gesamte Rotor 2 ins­ gesamt ein sehr einfaches Teil ist, obwohl er beidseits An­ laufscheiben 5 und im Inneren eine Druckfeder 12 aufweist. Da die Anlaufscheiben formschlüssig verbunden sind, er­ geben sich vor allem keine Relativbewegungen zwischen diesen Anlaufscheiben 5 und dem eigentlichen Rotor 2 oder dem Rotorkern 9, so daß auch keine entsprechenden Geräusche durch eine solche Relativbewegung und kein Verschleiß des Rotors verursacht wird. Dies gilt auch für die Druckfeder 12 und ihre Halterung, die keinerlei Relativbewegung zu dem Rotor oder seinem Kern durchführen kann. Somit wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Rotors 2 nicht nur dessen Handhabung vereinfacht, sondern es werden auch uner­ wünschte Geräuschentwicklungen vermieden.

Claims (7)

1. Rotor für einen Elektromotor, insbesondere permanentma­ gnetischer Rotor, vorzugsweise für Synchron- oder Schrittmotor, mit einer gelagerten Welle, wobei zwi­ schen Lager und Rotor eine Anlaufscheibe vorgesehen ist, die mit dem Rotor in Drehrichtung gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (5) in axialer, von dem Rotor (2) weggerichteter Richtung formschlüssig mit dem Rotor (2) dadurch ver­ bunden ist, daß zumindest der unmittelbar auf der Welle (3) befindliche Kern (9) des Rotors (2) aus einem verformbaren Werkstoff, wie Kunststoff oder einer Aluminiumlegierung besteht, eine Ausnehmung (6) zur Aufnahme der An­ laufscheibe (5) in dem Kern (9) vorgesehen ist und am Rand der Ausnehmung (6) wenigstens eine Verformung (10) angeordnet ist, die die Anlaufscheibe (5) an ihrer Außenseite übergreift.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Ausnehmung (6) des Rotors (2) größer als die Dicke der Anlaufscheibe (5) ist.

3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Kern mehrere Verformungen (10) am Umfang der Anlauf­ scheibe (5) verteilt angeordnet sind.

4. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontur bzw. der Umriß der Anlaufscheibe (5) ein durch wenigstens eine Abflachung (7), vorzugsweise drei Abflachungen (7), unterbrochener Kreis ist, der formschlüssig in die analog kontu­ rierte Ausnehmung (6) der Rotorstirnseite paßt, die abgeflachten Umfangsbereiche (7) durch Bogenstücke (8) verbunden sind und die Verformungen (10) des Rotorker­ nes (9) den Außenrand der Anlaufscheibe (5) an einem Bogenstück (8) übergreifen.

5. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rotorkern (9) in seinem Inneren nahe einer Stirnseite eine einstückig einge­ formte Hülse mit einer Ausnehmung zum Einsetzen einer Druckfeder (12) aufweist, die kür­ zer als die Druckfeder (12) ist, und daß mit axialem Abstand zur Stirnseite dieser im Inneren des Rotorkerns (9) angeordneten und endenden Hülse (11) ebenfalls innerhalb des Rotorkerns (9) die Anlaufscheibe (5) als äußeres Gegenlager für die Druckfeder (12) ange­ ordnet ist.

6. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rotorkern (9) von beiden Stirn­ seiten her in sein Inneres eingreifende ringförmige Ausnehmungen (15) hat, die gegebenenfalls durch Rippen (16) ausgesteift sind, und daß die nicht an der Druckfeder (12) abgestützte Anlaufscheibe (5) zur Rotormitte hin an dem achsnahen Rand der Ausnehmung anliegt.

7. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er einstückig aus kunststoffge­ fülltem Magnetmaterial besteht.