DE8913404U1 - Elektromotor mit selbstausrichtenden Lagern - Google Patents
Elektromotor mit selbstausrichtenden LagernInfo
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Description
C ■
JOHNSON ELECTRIC S.A.
125 Rue de Progres
La Chaux de Fonds
SCHWEIZ F 13.965 fl/hi
ftttt
LAGERN
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor f/»it selbstausrichtenden
Lagern, insbesondere einen Permanentmagnet-Motor mit geringer
Leistung, beispielsweise unterhalb eines kW.
Permanentmagnet-Gleichstrom-Motoreo derartig geringer Leistung
werden je nach Einsatzgebiet mit zunehmend geringerer Geräuc dientwicklung
benötigt, beispielsweise für den Einsatz innerhalb der Fahrgastzelle eines entsprechend aufwendig ausgestatteten Automobiles. Es
wird daher zunehmend wichtiger, die mechanische Geräuschentwicklung eines solchen Motors zu verringern. Üblicherweise ist die Motorwelle
in einem Paar von selbstausrichtend ausgebildeten Sinterlagern gehalten. Die erforderliche Toleranz im Spaltbereich zwischen der Welle und
den Lagern bedingt, daß die Welle sich seitlich in den Lagern hin und her bewegen kann, wodurch ein r.icht unerhebliches mechanisches
Geräusch entsteht. Eine Ausbildung des Motors, mit der man versucht hat, diese Geräuschbildung zu verhindern, besteht darin, daß Magnetfeld
des Stators an einer Seite der Wellenachse zu verstärken, so daß die Welle gegen eine Seite der inneren Lagerfläche hin gezogen
wird. Dies verursacht allerdings eine Abweichung in der Motörgeometrie
und schafft weitergehende Schwierigkeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor der in Rede stehenden Art zur Verfügung zu stellen, dessen durch das
Lagerspiel bedingte Geräusche auf einfache Weise möglichst gering gehalten sind, ohne dafür eine unsymmetrische Verteilung der Statorausbildung
dafür in Kauf nehmen zu müssen.
Ausgehend von einem Elektromotor mit den Merkmalen des Oberbegriffes
des Anspruches 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Ein Elektromotor mit einem Rahmen oder Gehäuse, welches einer
Stator trflgt und mit in seinen gegenüberliegenden Endbereichen
angeordneten, selbstausrichtenden Lagern versehen ist, deren jedes eine zylindermantelform ige Inntnlagerfläche aufweist, und nrit einem
Rotor, der eine Welle und an dieser gehalten einen Kommutator und einen Anker aufweist, welche Welle in den Lagern an den zylindermantelförmigen
Innenlagerflächen laufend drehbar gelagert ist, weist erfindungsgemäß eine Vorspanneinrichtung auf, die- an wenigstens
einem der Lager auf dieses eine Verdrehkraft ausübend angreift, unter der das Lager mit der Achsrichtung seiner zylinderförmigen
innenlagerfläche unter einem Winkel zur Achsialrichtung der Welle
verlaufend ausgerichtet ist.
Durch eine Verdrehung der Achse der Lagerfläche relativ zu der
Welle wird der Lagerspiel bedingte Abstand zwischen der Lagerfläche und der Welle verringert, wodurch eine entsprechende Neigung der
Welle, in dem bzw. den Lagern Rüttelbewegungen auszuführen, herabgesetzt
wird.
Bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,
insbesondere unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung wiedergegebene Ausführungsbeispiel, dessen nachstehende Beschreibung
die Erfindung naher erläutert. Es zeigen
Figur 1 einen axialen Teilquerschnltt durch einen
Gehäuseendbereich eänes Permanentmagnet-Gleichstrom-Motors,
das eine Rotorwelle in Anordnung in einer Lagereinrichtung erfindungsgemäßer Ausbildung zeigt;
Figur 2 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils
A in Figur I;
Figur 3 eine schematische Ansicht einer Motorwelle
und zweier Lager.
An der in den Zeichnungen wiedergegebenen Motorwelle 2 sind in
üblicher und nicht dargestellter Weise ein Kommutator und ein Anker
angeordnet. Die Welle 2 ist im Bereich ihrer Enden in zwei selbstausrichtenden Lagern 4 gehalten. Die Lager sind zum einen m einer
Endkappe 6 des Motors und zum anderen in einer geschlossenen Stirnwandung eines becherförmigen, tiefgezogenen Stahlgehäuses
{nicht dargestellt) angeordnet. Die Endkappe 6 und das becherförmige Gehäuse bilden das Motorgehäuse. Des weiteren trägt die Endkappe
6 eine Borsten trägereinrichtung (nicht dargestellt), und in dem Gehäuse sind Permanentmagneten angeordnet, die den Stator des Motors bilden.
Jedes Lager 4 weist eine zylindermantelförmige Lagerinnenfläche
8 auf, die jeweils an ihren äußeren Enden 10 abgefast ausgebildet ist. Die äußere Oberfläche 12 der Lager 4 ist teil-kugelförmig oder
sphärisch ausgebildet, und zwar in der Draufsicht ![Figur 2) kreisförmig
und im axialen Schnitt gesehen bogenförmig (Figur Ii verlaufend.
Die Lager 4 sind in korrespondierend ausgeformten Lagerschalen &Idigr;4 gehalten, die sich im jeweiligen Endbereich (der Endkappe oder
der Gehäusestirnwandung) befinden. Das Lager 4 wird mit Hilfe eines Federstahlklipps 15 in seiner Lage in der Lagerschale gehalten,
der das Lager umgreift und mit elastischen Fingern 16 ausgeröstet
ist, die an der Außenfläche 12 des Lagers angreifen und dieses in die Lagerschale 14 drücken. Von diesen Fingern greift einer 16a
an einer stufenförmigen Ausnehmung 18 an, die in der Oberfläche
12 des Lagers ausgeformt ist. Der Finger 16a ist dabei derart angeordnet,
daß er eine Verdrehkraft oder ein Drehmoment auf das Lager ausübt, um das Läger in der Lagerschale 14 derart zu drehen, daß
die Achse B-B der zylindermantelförmigen Innenlagerfläche 8 des Lagers ein Winke! zur Achse S-S der Welle 2 einnimmt (d.h. sich
nicht parallel oder koinzident zu dieser erstreckt).
Der Kupp I5 ist mit einer umgestülpt ausgeformten peripheren Lippe
20 versehen, die an einer Umgebungswandung 22 in der Endkappe 6 angreift und so den Klipp 15 in seiner Lage hält.
Der Finger 16a ist federelastisch und übt lediglich eine kleine Kraft
aus, so daß das Lager 4 seine Selbstausrichteigenschaft beibehält und in der Lage ist, sich mit seiner axialen Richtung in diejenige
der Welle zu drehen, es ist aber zugleich einer durch den Finger 16a aufgebrachten Vorbelastung ausgesetzt, die das Lager in Richtung
einer Ausrichtung unter einem Winkel zu der Welle beaufschlagt. Typisch für diese Anordnung wird die Lagerachse unter einem Winkel
von etwa 0,5 Grad zu der Wellenachse verlaufen.
Es lassen sich unterschiedliche Vorbelastungen oder Drehmomente auf das Lager dadurch ausüben, daß man die ungespannte Formgebung
des Fingers 16a ändert. Um eine Auswahlmöglichkeit der Vorbelastung
zur Verfügung zu stellen, kann man eine Reihe von Klippsen 15
vorsehen, man kann aber auch an einem einzelnen Klipp unterschiedliche
Finger 16a mit abweichender Formgebung ausrüsten, von denen dann einer ausgewählt wird» um an der Au«aiehmung 18 entsprechend belastet
anzugreifen.
Falls - wie in Figur 3 angedeutet - beide Lager mit einer Vorspannkraft
beaufschlagt werden, dann geschieht dies vorzugsweise derart, daß
sie im Hinblick auf die Welle in entgegengesetzte Richtungen hin
verkantet sind.
Claims (7)
1. Elektromotor :nit einem Rahmen oder Gehäuse (S)* welches
einen Stator trägt und mit in seinen gegenüberliegenden Endbereichen angeordneten, selbstausrichtenden Lagern (4) versehen ist, deren
jedes eine zylindermantelförmige Innenlagerf lache (8) aufweist, und
mit einem Rotor, der eine Welle (2) und an dieser gehalten einen Kommutator und einen Anker aufweist, welche Welle (2) in den
Lagern (4) an den zylindermantelförmigen Innenlagerf lachen (8) laufend
drehbar gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vorspanneinrichtung (15, 16a, 18) vorgesehen ist, die an
wenigstens eSaem der Lager (4) auf dieses eine Verdrehkraft ausübend
angreift, unter der das Lager (4) mit der Achsrichtung (B-B) seiner
zylindermantelförmigen Innenlagerfläche (8) unter einem Winkel zur Achsialrichtung (S-S) der Welle (2) verlaufend ausgerichtet ist.
2. Motor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorspanneinrichtung (15, 16a, 18) an einer Seite des Lagers
(4) und im wesentlichen parallel zur Achsrichtung (B-B) des Lagers
(4) krafteinleitend angreift.
3. Motor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorspanneinrichtung einen vorspannend an dem Lager (4) angreifenden Finger (16 a) aufweist.
4. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager (4) in einer Lagerschale (14) eingesetzt und in dieser
Einsetzlage durch einen Klipp (IS) gehalten ist, der eine Vielzahl
elastischer Finger (16) aufweist, die das Lager (4) in seiner Einsetzlage
in der Lagerschale (14) beaufscnlagen und von denen wenigstens einer (!6&bgr;) <Ji*? Vfirrirfthkriafr auf riss Lsger (4J aitsflhanri an ritecem
«angreift.
5. Motor nach Anspruch 3 oder 4,
j dadurch gekennzeichnet,
daß der Finger (16a) der Vorspanneinrichtung mit einem abgewinkelten
Endbereich ic eine an dem Lager (4) ausgebildete Ausnehmung (18) eingreift.
6. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide Lager (4) mit einer Verdrehkraft vorgespannt beaufschlagt
sind.
7. Motor nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Lager (4) relativ zu der Welle (2) gesehen verdreht
!«aufschlagt sind.
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