DE4322575A1 - Lageranordnung für Elektro-Kleinmotoren - Google Patents
Lageranordnung für Elektro-KleinmotorenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lageranordnung für
Elektromotoren, insbesondere Außenläufermotoren, wobei zur
drehbaren Lagerung eines Rotors mindestens ein in einer
Aufnahme eines Lageraufnahmeteils eines Stators sitzendes
Lagerelement vorgesehen ist.
Ein Stator für einen Außenläufermotor mit einer gattungs
gemäßen Lageranordnung ist beispielsweise aus der DE-PS 27
12 824 bekannt. Wie allgemein üblich, besteht der Außen
läufermotor aus einem innenliegenden Stator mit einem
Blechpaket und einer Statorwicklung sowie aus einem topf
artigen, den Stator von einer Stirnseite, der sogenannten
Rotorseite, her umschließenden Rotor, dessen Boden mit
einer zentrischen, innerhalb des Stators über Lagerelemen
te, üblicherweise zwei Kugellager, drehbar gelagerten Welle
verbunden ist. Jedes Lagerelement sitzt in einer im wesent
lichen zylindrischen Aufnahme eines rohrstückartigen, sich
axial vom Statorblechpaket weg erstreckenden Lageraufnahme
teils, wobei diese Lageraufnahmeteile einstückig mit einem
- unter anderem auch zur Isolation zwischen Statorwicklung
und Blechpaket dienenden - Stator-Isolationsteil ausgebil
det sind.
Bei derartigen Lageranordnungen besteht nun das Problem,
daß das Stator-Isolationsteil - bedingt durch seine Her
stellung im Kunststoff-Spritzgußverfahren - im Bereich der
Lager-Aufnahmen nicht unmittelbar die erforderliche Genau
igkeit des Lagersitzes gewährleistet, sondern häufig vor
allem von der gewünschten, idealen Zylinderkontur abweicht.
Daher ist ein spezieller Bearbeitungsvorgang der Innen
flächen (Lagersitze) der Lager-Aufnahmen erforderlich, um
einen einwandfreien und paßgenauen Sitz der Lagerelemente
zu gewährleisten, was auch zur Vermeidung von Exzentrizität
und Fluchtungsfehlern zwischen den Lagern von Bedeutung
ist. Dieser zusätzliche Bearbeitungsvorgang führt zwar
nachteiligerweise zu hohen Herstellungskosten, kann aber
auch nicht einfach unterlassen werden, weil ansonsten -
z. B. bei Abweichungen der Lagersitze von der an sich
gewünschten Zylinderkontur - Verformungen der Lager-Außen
ringe und damit ein erhöhtes Laufgeräusch des Motors sowie
eine wesentlich reduzierte Lebensdauer der Lagerelemente
die Folge sein würden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun
de, ein Lageranordnung der gattungsgemäßen Art zu schaffen,
bei der auch ohne gesonderte Bearbeitung der Lager-Aufnahme
ein einwandfreier, optimaler Lagersitz und damit eine lange
Lager-Haltbarkeit (Standzeit) gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Auf
nahme des Lager-Aufnahmeteils einerseits von formstabilen
(starren, ortsfesten), das Lagerelement durch Anlage an
mindestens drei umfänglich verteilten Stellen positionie
renden Abschnitten sowie andererseits von mindestens einem
in radialer Richtung elastisch verformbaren, das Lager
element kraftschlüssig halternden Abschnitt gebildet ist.
Somit wird das Lagerelement zumindest durch eine Dreipunkt
anlage über die formstabilen Bereiche eindeutig positio
niert, wobei eine kraftschlüssige, klemmende Halterung über
den oder die elastischen Bereiche durch federelastische An
lage (mit einer radial nach innen gerichteten elastischen
Haltekraft) an mindestens einer Stelle des Umfanges er
folgt.
Erfindungsgemäß ist es nun aber besonders zweckmäßig, wenn
die beiden Arten der Abschnitte der Aufnahme insbesondere
mit der gleichen Anzahl in abwechselnder Reihenfolge
gleichmäßig über den Umfang der Aufnahme verteilt angeord
net sind, so daß auch die kraftschlüssige Halterung durch
federelastische Anlage in mehreren, insbesondere mindestens
drei, umfänglich verteilten Punkten bzw. relativ kleinen
Flächenbereichen erfolgt.
Durch die Erfindung kann vorteilhafterweise allein durch
den Spritzgußvorgang ein hinreichend genauer Lagersitz bei
gleichzeitig guter Halterung des Lagers erreicht werden,
denn aufgrund der einzelnen formstabilen ("starren") Auf
nahme-Abschnitte kann - im Vergleich zu einer "starren", in
Umfangsrichtung durchgehend zylindrischen Innenkontur -
sehr viel einfacher die "ideale" Zylinderkontur definiert
werden. Denn durch die erfindungsgemäße "Aufteilung" der
Lager-Aufnahme, d. h. die Bildung von mindestens drei form
stabilen, praktisch "punktförmigen" Anlage-Bereichen, kann
ein Herstellungswerkzeug empirisch, d. h. durch "Probe-
Spritzungen" mit anschließenden Messungen der Aufnahme und
entsprechenden Nachbearbeitungen des Werkzeug-Formstempels,
relativ leicht so zubereitet werden, daß später bei allen
damit hergestellten Lager-Aufnahmen die - eindeutig eine
innere, der Lager-Außenkontur entsprechende Zylinderkontur
festlegende - Anlage in mindestens drei Punkten (bzw. rela
tiv kleinen Flächenbereichen) gewährleistet ist. Die übri
gen Bereiche der formstabilen Abschnitte verlangen dadurch
nur noch eine weniger genaue Fertigung; hier reicht es aus,
wenn hier ein geringer Radialabstand zum Lager von bei
spielsweise 1/100 bis 2/100 mm vorhanden ist, wobei diese
Abweichung von der idealen Zylinderkontur dann aber vor
teilhafterweise absolut unschädlich bezüglich der Lager-
Halterung ist, d. h. keinerlei Verformungen des Lager-Außen
ringes mehr verursachen kann. Eventuelle Maßabweichungen
der jeweils dazwischenliegenden, elastischen Bereiche sind
aufgrund von deren Radialbeweglichkeit bezüglich der Lager-
Positionierung ebenfalls absolut unschädlich. Erfindungs
gemäß weichen die elastischen Abschnitte sogar ganz bewußt
von der Zylinderkontur ab, indem sie - vor Montage des La
gerelementes - bereichsweise geringfügig in radialer Rich
tung nach innen in die von den Anlagepunkten bzw. -flächen
der formstabilen Abschnitte definierte und im wesentlichen
der Außenkontur des Lagerelementes entsprechende Zylinder
kontur hineinragen, so daß sie bei Montage des Lagerelemen
tes von diesem unter Entstehung einer radial nach innen ge
richteten Haltekraft elastisch nach außen gedrängt werden.
Hierbei erfolgt vorteilhafterweise eine selbsttätige An
passung an die ideale Zylinderkontur, d. h. an die Außenkon
tur des Lagerelementes, so daß sogar von einer "Selbstzen
trierung" des Lagerelementes gesprochen werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung
sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung
enthalten.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten
Ausführungs- und Anwendungsbeispiels soll im folgenden die
Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Stirnseite, und zwar auf
die mit einem Motorflansch zu verbindende Stirn
seite eines Stators eines Außenläufermotors (An
sicht in Pfeilrichtung I gemäß Fig. 2) mit einer
erfindungsgemäßen Lageranordnung, allerdings ohne
Darstellung eines Lagerelementes,
Fig. 2 einen Axialschnitt durch den Stator in der
Schnittebene II-II gemäß Fig. 1 (entspricht dem
Schnitt II-II in Fig. 3) wiederum ohne Lagerele
mente,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die andere, einem Motor
flansch abgekehrte Stirnseite des Stators eben
falls ohne Darstellung des Lagerelementes,
Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs IV in
Fig. 1,
Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs V in
Fig. 3,
Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs VI in
Fig. 2 mit zusätzlicher Darstellung des im Lager
aufnahmeteil sitzenden Lagerelementes und
Fig. 7 eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs VII in
Fig. 2 ebenfalls mit Darstellung des Lagerelemen
tes.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche
Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Stator 2 eines Elektro-
Außenläufermotors veranschaulicht (Darstellung allerdings
ohne Statorwicklung), der zur Drehlagerung eines nicht dar
gestellten Rotors (Außenläufers) eine erfindungsgemäße
Lageranordnung 4 (s. hierzu insbesondere Fig. 6 und 7) mit
vorzugsweise zwei axial beabstandeten, koaxialen, insbeson
dere als Wälzlager (Kugellager) ausgebildeten Lagerelemen
ten 6 und 8 aufweist. Jedes Lagerelement 6, 8 sitzt mit
einem Außenring 9 in einer insgesamt im wesentlichen zylin
drischen Aufnahme (Innenumfangsfläche) 10 eines Lagerauf
nahmeteils 12, 14 des Stators 2 und besitzt einen von einer
nicht dargestellten Rotorwelle zu durchsetzenden Innenring
15 sowie übliche Wälzkörper 16, insbesondere Kugeln, zwi
schen Außen- und Innenring 9, 15 (Fig. 6 und 7).
Wie sich vor allem aus Fig. 2 ergibt, ist ein Statorblech
paket 18 des Stators 2 auf seinen beiden Stirnseiten mit
jeweils einem rohrstückartigen, sich axial erstreckenden
Ansatz 20 aus Kunststoff ausgestattet, der außenseitig als
Wickelkopfträger und innenseitig als jeweiliges Lagerauf
nahmeteil 12, 14 dient, d. h. die Aufnahme 10 bildet. Vor
zugsweise sind die rohrstückartigen Ansätze 20 jeweils
einstückig mit einem Stator-Isolationsteil 22 ausgebildet,
welches das Statorblechpaket 18 vor allem zur Isolation
gegen die nicht dargestellte Wicklung zumindest im Bereich
beider Stirnseiten und in den Nutbereichen 24 umschließt.
Zur Bildung des Isolationsteils 22 wird das Blechpaket 18
im Kunststoff-Spritzgußverfahren umspritzt.
Wie sich nun insbesondere aus den Fig. 4 und 5 ergibt,
ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Aufnahme 10 des
bzw. jedes Lageraufnahmeteils 12, 14 einerseits von relativ
formstabilen, d. h. starren und damit ortsfesten, zumindest
über drei Lager-Anlagepunkte (bzw. Anlageflächen mit rela
tiv geringer Flächengröße) eine innere Zylinderkontur und
damit die Lage des Lagerelementes 6, 8 definierenden Ab
schnitten 26 sowie andererseits von vorzugsweise mehreren,
in radialer Richtung elastisch verformbaren, das Lagerele
ment 6, 8 kraftschlüssig (klemmend) halternden Abschnitten
28 gebildet. Dabei sind die beiden Arten der Abschnitte 26,
28 der Aufnahme 10 vorzugsweise in abwechselnder Reihenfol
ge gleichmäßig über den Umfang der Aufnahme 10 des jeweili
gen Lageraufnahmeteils 12,14 verteilt angeordnet (s. hier
zu auch Fig. 1 und 3). Im dargestellten, bevorzugten Aus
führungsbeispiel sind jeweils sechs formstabile Abschnitte
26 sowie sechs elastische Abschnitte 28 vorgesehen, wobei
aber auch hierbei die formstabilen Abschnitte 26 nur eine
"Dreipunktanlage" zu gewährleisten brauchen. Um die kraft
schlüssige Halterung des jeweiligen Lagerelementes 6, 8
durch die elastischen Abschnitte 28 zu erzeugen, sind diese
derart geformt, daß sie vor Montage des Lagerelementes 6,
8 bereichsweise geringfügig in radialer Richtung nach innen
in die von den Lager-Anlagestellen der formstabilen Ab
schnitte 26 definierte und im wesentlichen der Außenkontur
des Lagerelementes entsprechende Zylinderkontur hinein
ragen. Gemäß Fig. 4 und 5 handelt es sich hierbei um eine
sehr geringfügige Verdickung im Bereich der Innenfläche der
Aufnahme 10. Hierdurch werden die elastisch verformbaren
Abschnitte 28 bei Montage des Lagerelementes 6, 8 von diesem
radial nach außen gedrängt, wodurch eine radial nach innen
gerichtete, federelastische Haltekraft erzeugt wird (Kraft-
oder Reibschluß).
Wie weiterhin in der Zeichnung erkennbar ist, weist jeder
rohrstückartige Ansatz 20 des Isolationsteils 22 vorzugs
weise innenseitig eine umfänglich durchgehende, im wesent
lichen zylindrische Innenkontur auf, die von die relativ
formstabilen Abschnitte 26 bildenden Bereichen 30 sowie von
in radialer Richtung gemessen dünneren und daher elastisch
verformbaren und so die elastischen Abschnitte 28 bildenden
Wandungsbereichen 32 gebildet ist. Diese Bereiche 30, 32
gehen somit vorzugsweise in Umfangsrichtung jeweils ein
stückig ineinander über. Es liegt jedoch ebenfalls im
Bereich der Erfindung, die Bereiche 30 und 32 jeweils durch
axiale Schlitze voneinander zu trennen (nicht dargestellt).
Zweckmäßigerweise sind die dünneren Wandungsbereiche 32
durch axiale, jeweils in Umfangsrichtung zwischen zwei
formstabilen Bereichen 30 angeordnete Ausnehmungen 34 in
der Wandung des rohrstückartigen Ansatzes 20 gebildet.
Diese Ausnehmungen 34 können - wie dargestellt - "taschen
förmig" insbesondere mit einer etwa ovalen bzw. ellipti
schen oder nierenförmigen Querschnittsform ausgebildet
sein. Es ist aber ebenfalls möglich, daß die Ausnehmungen
34 radial nach außen randoffen, d. h. praktisch als axial
verlaufende Nutvertiefungen auf der Außenseite des jeweili
gen Ansatzes 20 ausgebildet sind.
Um das Einsetzen des jeweiligen Lagerelementes 6, 8 zu er
leichtern, ist es vorteilhaft, wenn das jeweilige Lager
aufnahmeteil 12, 14 auf seiner Öffnungsseite eine angefaste
und damit eine Art "Einführtrichter" bildende Innenumfangs
kante 36 aufweist (s. inbesondere Fig. 4 und 5).
Gemäß Fig. 1, 2, 4 und 7 weist das einem nicht dargestell
ten Motorflansch zugekehrte, flanschseitige bzw. "stator
seitige" Lageraufnahmeteil 14 im Bereich zumindest einer
Teilmenge der formstabilen Bereiche 30 des rohrstückartigen
Ansatzes 20, vorzugsweise jedoch in jedem formstabilen
Bereich 30, axiale Befestigungsöffnungen 38 (Bohrungen oder
Gewindelöcher) zur Halterung des Stators 2 an dem Motor
flansch auf. Hierbei greifen Schraubverbindungen durch
Löcher des Flansches in die Befestigungsöffnungen 38 ein
(nicht dargestellt).
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschrie
benen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch
alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen.
Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im
Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, son
dern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von
bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzel
merkmalen definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich
praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen
bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung
offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern
ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungs
versuch für eine Erfindung zu verstehen.
Claims (11)
1. Lageranordnung für Elektromotoren, insbesondere Außen
läufermotoren, wobei zur drehbaren Lagerung eines
Rotors mindestens ein in einer Aufnahme eines Lager
aufnahmeteils eines Stators sitzendes Lagerelement
vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Aufnahme (10) des Lageraufnahmeteils (12; 14) einer
seits von formstabilen, das Lagerelement (6; 8) durch
Anlage an mindestens drei umfänglich verteilten Stel
len positionierenden Abschnitten (26) sowie anderer
seits von mindestens einem in radialer Richtung ela
stisch verformbaren, das Lagerelement (6; 8) durch
kraftschlüssige Anlage halternden Abschnitt (28) ge
bildet ist.
2. Lageranordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, ela
stisch verformbare Abschnitte (28) über den Umfang
verteilt angeordnet sind.
3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
beiden Arten der Abschnitte (26, 28) der Aufnahme (10)
mit einer gleichen Anzahl von insbesondere jeweils
sechs Abschnitten (26, 28) in abwechselnder Reihenfol
ge gleichmäßig über den Umfang der Aufnahme (10) des
Lageraufnahmeteils (12; 14) verteilt angeordnet sind.
4. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der
bzw. jeder elastisch verformbare Abschnitt (28) vor
Montage des Lagerelementes (6; 8) bereichsweise gering
fügig in radialer Richtung nach innen in eine von den
formstabilen Abschnitten (26) definierte Zylinderkon
tur hineinragt, so daß er bei Montage des Lagerelemen
tes (6; 8) von diesem unter Entstehung einer radial
nach innen gerichteten Haltekraft elastisch nach außen
gedrängt wird.
5. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Lageraufnahmeteil (12; 14) von einem rohrstückartigen,
einstückigen Ansatz (20) eines Stator-Isolationsteils
(22) gebildet ist.
6. Lageranordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der
rohrstückartige Ansatz (20) zumindest innenseitig eine
umfänglich geschlossene, im wesentlichen zylindrische
Kontur aufweist, die sich aus die formstabilen Ab
schnitte (26) der Aufnahme (10) bildendenden Bereichen (30)
sowie aus dünneren, die elastischen Abschnitte
(28) bildenden Wandungsbereichen (32) zusammensetzt.
7. Lageranordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die
dünneren Wandungsbereiche (32) durch axiale, jeweils
in Umfangsrichtung zwischen zwei formstabilen Berei
chen (30) angeordnete Ausnehmungen (34) des rohrstück
artigen Ansatzes (20) gebildet sind.
8. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Lageraufnahmeteil (12; 14) auf der Öffnungsseite der
Aufnahme (10) eine angefaste Innenumfangskante (36)
aufweist.
9. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß zur
Drehlagerung des Rotors zwei gleichartig in jeweils
einem Lageraufnahmeteil (12; 14) gehalterte und im
Bereich der axial gegenüberliegenden Stator-Stirn
seiten angeordnete Lagerelemente (6; 8) vorgesehen
sind.
10. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Lageraufnahmeteil (12; 14) bzw. zumindest eines der
Lageraufnahmeteile (14) im Bereich zumindest einer
Teilmenge der formstabilen Bereiche (30) des rohr
stückartigen Ansatzes (20) axiale Befestigungsöff
nungen (38) zur Halterung des Stators (2) an einem
Motorflansch aufweist.
11. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das
bzw. jedes Lagerelement (6; 8) als Wälzlager mit einem
kraftschlüssig in dem jeweiligen Lageraufnahmeteil
(12; 14) gehalterten Außenring (9) und einem von einer
Rotorwelle zu durchsetzenden Innenring (15) ausgebil
det ist.
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |