DE3721758C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Befestigen von Magnetsegmenten in einem Polgehäuse eines Elektromotors gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der GB-PS 12 56 932 ist bereits ein Polgehäuse für einen Gleichstrommotor mit zwei Magnetsegmenten bekannt. Die Magnetsegmente sind im Polgehäuse über feste Anschläge sowohl in radialer als auch in axialer Richtung ortsfest fixiert. Um diese aber ortsfest im Polgehäuse sichern zu können, müssen sie auf die Abstandsmaße der zugeordneten Anschläge axial und angepaßt werden, d. h., sie werden einer nachträglichen Bearbeitung unterzogen oder sie müssen sehr genau gefertigt werden. Dieser hier zum Zwecke der spielfreien Lagerung der Magnetsegmente im Polgehäuse betriebene Aufwand ist groß und daher teuer.

Weiterhin ist es aus der EP 01 44 004 A1 bereits bekannt, die Magnetsegmente durch in Umfangsrichtung zwischen den Magnetsegmenten ausgebildeten Haltegliedern im Polgehäuse axial und radial zu befestigen. Dabei können zwar die Magnetsegmente spielfrei im Polgehäuse gelagert werden, die Befestigung der Halteglieder erfolgt aber nur durch Reibschluß, so daß die während des Betriebs des Elektromotors auftretenden Erschütterungen dazu führen können, daß eine Verschiebung der Halteglieder und der Magnetsegmente im Polgehäuse in bezug auf den Rotor erfolgt, wodurch der Magnetfluß und somit die Motorleistung sich verschlechtern kann.

Gemäß Fig. 5 der EP 01 44 004 A1 sind am Halteglied zu beiden Seiten bereits vor Montage Anschläge ausgebildet, so daß der Abstand zwischen zwei auf einer Seite liegenden Anschlägen fest vorgegeben ist. Hieraus ergibt sich, daß, wenn die Magnetsegmente zwischen den fest vorgegebenen Anschlägen des Halteglieds eingesetzt werden, ein unerwünscht großes Spiel in Längsrichtung des Polgehäuses zwischen den Magnetsegmenten und dem Halteglied auftreten kann, wenn die Länge der Magnetsegemente aufgrund der fertigungsbedingten großen Toleranzabweichung von bis zu 3 mm nach oben oder nach unten abweicht. Dies führt dann dazu, daß die Magnetsegmente nicht ortsfest im Polgehäuse gelagert sind, sondern sich im Betrieb des Elektromotors um den Betrag des sich ergebenden Spiels im Polgehäuse hin- und herbewegen können, was zum einen zu Klappergeräuschen und zum anderen aufgrund unterschiedlichen Magnetflusses zu einem ungleichen Motorlauf führen kann.

Bei dem Polgehäuse nach den Fig. 1, 5 und 7 der FR-PS 21 25 756 sind ebenfalls am Halteglied bereits vor seinem Einsetzen im Polgehäuse Anschläge ausgebildet. Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Anschlägen ist auch hier bereits vor der Montage des Halteglieds fest vorgegeben, so daß bei großen Längenabweichungen der Magnetsegmente diese im montierten Zustand nicht spielfrei zwischen den Anschlägen lagern können.

Weiterhin ist aus der DE 35 39 851 A1 ein Verfahren zum Befestigen von aufgrund von Fertigungstoleranzen in ihrer Längsrichtung unterschiedlich lang ausfallenden Magnetsegmenten in einem Polgehäuse eines Elektromotors bekannt, bei dem die Magnetsegmente beidseitig durch ein als Ring ausgebildetes Halteglied im Polgehäuse ortsfest gehalten werden. Eine spielfreie Lage der Magnetsegmente im Polgehäuse wird hier nur dadurch möglich, daß am Ring federnde Lappen hervorstehen, durch die die Magnetsegmente zwischen den gehäusefesten Ringen verspannt werden. Die federnden Elemente sind deshalb zwingend notwendig, damit während der Herstellung an den einzelnen Bauteilen in Längsrichtung des Polgehäuses auftretende Toleranzen bei der Montage ausgeglichen werden. Eine derartige Befestigung der Magnetsegmente im Polgehäuse kann aber dann nicht angewendet werden, wenn die Längentoleranz der Magnetsegmente zu groß, d. h. mehr als etwa 2 mm, wird. Solche großen Federwege können nämlich von den Blechlappen nicht mehr überwunden werden, da dafür ihre Federsteifigkeit zu hoch ist.

Eine Erhöhung der Federwege ist aber oft nicht möglich, da eine bestimmte Blechdicke des Ringes aus Fertigunsgründen nicht unterschritten werden darf. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß durch eine beidseitige, federnde, also in Längsrichtung des Polgehäuses schwimmende Einspannung der Magnetsegmente zwischen den Ringen nicht sicher gewährleistet werden kann, daß diese immer an der gleichen Stelle im Polgehäuse positioniert sind, was die Leistung des Elektromotors ungünstig beeinflussen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Befestigen von Magnetsegmenten in einem Polgehäuse eines Elektromotors zu schaffen, durch das auf einfache Weise auch Magnetsegmente mit großen Längentoleranzen spielfrei fixiert werden können, ohne daß dabei der Montageaufwand zunimmt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Nach der Erfindung werden zuerst die Magnetsegmente und das Halteglied in ihre spielfreie Endlage im Polgehäuse eingesetzt, bevor ein Rastelement an der Stelle im Halteglied eingedrückt wird, an der im Polgehäuse bereits eine Öffnung zur Aufnahme des Rastelements vorgesehen ist. Dabei ist es allerdings nach der Erfindung notwendig, daß die beiden für ein Polgehäuse vorgesehenen Magnetsegmente so ausgesucht werden, daß sie untereinander nahezu gleiche Längen aufweisen. Dies ist deshalb notwendig, da die am Halteglied ausgebildeten Anschläge unveränderbar - also fest vorgegeben - sind und in Längsrichtung auf gleicher Höhe liegen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich die einzelnen Bauteile im Polgehäuse ohne großen Kraftaufwand erst in ihre spielfreie Endlage bringen, bevor das Halteglied in dieser Stellung über das nunmehr herzustellende Rastelement im Polgehäuse befestigt wird. Die Magnetsegmente liegen also nach Montage absolut spielfrei und immer an der gleichen Stelle im Polgehäuse.

Dabei ist es vorteilhaft, ein Halteglied aus Federstahlblech zu verwenden, das im Biege- und Stanzverfahren äußerst billig hergestellt werden kann. Eine besonders spielfreie Lagerung sowie eine einfache Fixierung des Halteglieds im Polgehäuse wird durch Herausdrücken des Rastelements mittels eines Form- bzw. Stanzwerkzeuges erreicht, nachdem das Halteglied bereits in das Polgehäuse eingesetzt wurde. Ein derartiges Verfahren zur Schaffung des Rastelements ist mit besonders einfachen Mitteln realisierbar.

Damit die Herstellung des Rastelements mittels eines von außen in das Polgehäuse eingreifenden Form- bzw. Stanzwerkzeuges möglich ist, wird in einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß eine der Öffnung diametral gegenüberliegende Durchgangsöffnung im Polgehäuse vorgesehen ist, durch die das Form- bzw. Stanzwerkzeug in das Polgehäuse zum Herausdrücken des Rastelements eingeführt wird. Hierdurch braucht das Form- bzw. Stanzwerkzeug nicht in axialer Richtung in das Polgehäuse eingeführt zu werden, was zu einem höheren Aufwand führen würde, sondern das Werkzeug wird von außen radial über die Durchgangsöffnung in das Polgehäuse so weit eingeschoben, bis es das Rastelement aus dem Halteglied herausgedrückt hat und das Rastelement in die im Polgehäuse ausgebildete Öffnung eindringt.

Damit die von den Magnetsegmenten in axialer Richtung auf das Halteglied einwirkenden Kräfte schadlos auf das Polgehäuse übertragen werden können, wird in vorteilhafter Weise vorgeschlagen, daß das Rastelement von einer in Längsrichtung des Polgehäuses verlaufenden, bogenförmigen Auswölbung gebildet wird, deren an der Anschlagfläche sich abstützende Stirnfläche durch Scheren hergestellt wird.

Bei dem Polgehäuse, in dem unter Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung Magnetsegmente befestigt sind, wird eine einfache und spielfreie Befestigung der Magnetsegemente dadurch erreicht, daß das Rastelement nach spielfreier Lage des Haltegliedes im Polgehäuse durch Herausdrücken mittels eines Form- bzw. Stanzwerkzeuges gebildet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein mit Magnetsegmenten versehe­ nes Polgehäuse eines Elektromotors,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Halteglied in Richtung X nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Polgehäuse in Richtung Y nach Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht auf das Halteglied im Bereich des Rastelements und

Fig. 5 den Stanz- und Biegevorgang zur Bildung des Rastelements nach Fig. 4.

In den Fig. 1 bis 3 ist mit 10 ein Polgehäuse eines Elektro­ motors bezeichnet. Das Polgehäuse 10 besteht aus einem aus Blech gerollten, rohrförmigen Gehäuse 16, das über ineinandergreifende Zapfen 12 an seinen Enden formschlüssig verbunden ist.

Das Polgehäuse 10 ist an seinen beiden Enden offen und weist wie aus Fig. 1 hervorgeht - am linken Ende von der Innen­ seite 20 radial nach innen hervorstehende, feste Anschläge bzw. Vorsprünge 22 auf, die mit ihren Anschlagflächen 23 eine axiale Sicherung in der einen Richtung der im Polgehäuse 10 angeordneten Magnetsegmente 14, 15 bilden. Die beiden kreisbogensegmentförmi­ gen Magnetsegmente 14, 15 werden in Fig. 1 in das rohrförmige Polgehäuse 10 soweit nach links eingeschoben, bis sie gegen die in Fig. 1 und 3 dargestellten Anschlagflächen 23 der Anschläge 22 zur Anlage kommen. Hierdurch sind die Magnetsegmente 14, 15 in der einen axialen Richtung, also nach links, gesichert. Nach Fig. 3 sind die Magnetsegmente 14, 15 in nach oben zeigender Umfangs­ richtung im oberen Bereich durch die Anschläge 48 gesichert.

Damit die Magnetsegmente 14, 15 auch in der anderen axialen sowie radialen Richtung gesichert sind, wird nach Einbau der Magnetseg­ mente 14, 15 ein als Losteil ausgebildetes Halteglied 24 in das Polgehäuse 10 zwischen die gegenüberliegenden Stirnkanten 26, 28 der Magnetsegmente 14, 15 eingeschoben. Das Halteglied 24 ist als federndes Blechteil ausgebildet und besteht aus einem an der Innenseite 20 anliegenden Steg 30, an dem rechtwinklig zu beiden Seiten zwei parallel zueinander verlaufende Schenkel 32, 34 ange­ ordnet sind, an die sich im Querschnitt U-förmige Federabschnitte 36, 38 anschließen, die sich - ebenfalls wie die Schenkel 32, 34 - in Längsrichtung der Mittellinie 42 des Polgehäuses 10 erstrecken. Die Federabschnitte 36 bzw. 38 weisen je einen gegen­ über den Stirnkanten 26, 28 geneigt verlaufenden Anlageteil 40 auf, der jeweils gegen den radial äußeren Abschnitt der Stirn­ kante 26 bzw. 28 der Magnetsegmente 14, 15 drückt. Hierdurch wird das Halteglied 24 stets gegen die Innenseite 20 des Polgehäuses 10 gedrückt und ist gegen radiales Herausfallen gesichert. Durch die in Umfangsrichtung wirkenden Federkräfte werden die Magnet­ segmente 14, 15 nach außen gegen die Innenseite 20 des Polgehäu­ ses 10 und zum anderen gegen die Anschläge 48 gedrückt, so daß hierdurch eine Sicherung der Magnetsegmente 14, 15 in radialer Richtung erfolgt. Anstelle der Anschläge 48 kann auch zwischen den oberen Stirnkanten 27, 29 ein weiteres, als Losteil ausgebil­ detes Halteglied 24 mit entsprechenden Federabschnitten vorgese­ hen werden.

Wie aus den Fig. 3 und 5 hervorgeht, ist in dem Polgehäuse 10 eine obere Durchlaßöffnung 52 und eine untere Öffnung 50 vorge­ sehen. In die untere Öffnung 50 rastet ein Rastelement 60 ein und sichert somit das Halteglied 24 im Polgehäuse 10. Das Rastelement 60 wird erst dann ausgeformt, wenn die beiden Magnetsegmente 14, 15 sowie das Halteglied 24 in das Polgehäuse 10 eingeführt worden sind. Hat das Halteglied 24 seine in Fig. 2 gezeigte Endlage­ stellung erreicht, d.h., die Nasen 64, 85 liegen auf den Stirn­ kanten 66, 67 der Magnetsegmente 14, 15 an und gleichzeitig stützen sich diese an den Anschlägen 22 axial und auf den An­ schlägen 48 radial ab, so wird die Ausbuchtung 60 mit einem Biege- und Stanzwerkzeug 62 erzeugt (Fig. 1), das hierzu in das Polgehäuse 10 radial von außen eingeführt wird. Auf diese Weise erfolgt eine Sicherung des Haltegliedes 24 in axialer Richtung der Mittellinie 42.

Es ist aber auch möglich, wie in Fig. 5 dargestellt, das Stanz­ werkzeug 62 in den Innenraum des Polgehäuses 10 einzuführen und von innen her radial nach außen gegen das Halteglied 24 zu drücken, um die Ausbuchtung 60 zu bilden, die dann in die Öffnung eingreift. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn zwei Halte­ glieder 24 diametral gegenüberliegend zwischen den Magnetsegmen­ ten 14, 15 angeordnet werden.

Da die Ausbuchtung 60 erst nach Abschluß der Montage des Polge­ häuses 10 ausgeformt wird, mittels derer über das Halteglied 24 die Magnetsegmente 14, 15 im Polgehäuse 10 gesichert werden, kön­ nen die Längen- und Umfangsabmessungen der Magnetsegmente 14, 15 um einige Millimeter abweichen, ohne daß dadurch die Magnetseg­ mente 14, 15 mit Spiel im Polgehäuse 10 lagern. Hierdurch erhält man also eine relativ einfache und kostengünstige Montage der Magnetsegmente bei relativ großen Toleranzabweichungen im Län­ gen- und Umfangsmaß der Magnetsegmente 14, 15. Selbstverständlich sollten bei der Auswahl zweier Magnetsegmente 14, 15 für ein Pol­ gehäuse 10 die Maßabweichungen untereinander nur gering sein, da die Nasen 64, 65 gleiche Breiten aufweisen.

Claims (4)

1. Verfahren zum Befestigen von Magnetsegmenten (14, 15) in einem Polgehäuse (10) eines Elektromotors, die über Anschläge (22, 64, 65 und 40, 48, 49) sowohl in Umfangsrichtung im Abstand zueinander als auch in Längsrichtung im Polgehäuse (10) ortsfest gehalten sind, wobei ein Teil der Anschläge (22, 40, 48) am Polgehäuse (10) und ein weiterer Teil (64, 65) an einem zwischen den Magnetsegmenten (14, 15) im Polgehäuse (10) befestigten Halteglied (24) ausgebildet sind und wobei die Befestigung des Halteglieds (24) im Polgehäuse (10) erst dann erfolgt, wenn die Magnetsegmente (14, 15) spielfrei an sämtlichen Anschlägen (22, 40, 48, 64, 65) anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Montage im Polgehäuse (10) jeweils nahezu gleichlange Magnetsegmente (14, 15) ausgewählt werden, daß die Befestigung des Halteglieds (24) im Polgehäuse (10) nach dessen spielfreier Anlage an den Magnetsegmenten (14, 15) dadurch erfolgt, daß mittels eines Form- bzw. Stanzwerkzeuges (62) in das Halteglied (24) ein zum Polgehäuse (10) gerichtetes Rastelement (60) an der Stelle eingedrückt wird, an der bereits vor Montage am Polgehäuse (10) eine Öffnung (50) vorgesehen ist, und daß nach dem Drückvorgang das Rastelement (60) in die Öffnung (50) spielfrei eingreift.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Öffnung (50) diametral gegenüberliegende Durchgangsöffnung (52) im Polgehäuse (10) vorgesehen ist, durch die das Form- bzw. Stanzwerkzeug (62) in das Polgehäuse (10) zum Herausdrücken des Rastelements (60) eingeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastelement (60) von einer in Längsrichtung des Polgehäuses (10) verlaufenden, bogenförmigen Auswölbung gebildet wird, deren an der Anschlagfläche (51) sich abstützende Stirnfläche (54) durch Scheren hergestellt wird.

4. Polgehäuse (10), in dem unter Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 Magnetsegmente (14, 15) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß am Halteglied (24) ein Rastelement (60) hervorsteht, das in eine im Polgehäuse (10) ausgebildete Öffnung (50) hineinragt.