CH672700A5

CH672700A5 -

Info

Publication number: CH672700A5
Application number: CH440286A
Authority: CH
Inventors: Claus Schaeffer; Oskar Zimmer; Gerhard Welle
Original assignee: Berger Gmbh & Co Gerhard
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1986-11-05
Publication date: 1989-12-15
Also published as: FR2594608A1; GB2184895B; GB2184895A; FR2594608B1; DE3545886A1; DE3545886C2; GB8630715D0

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen Elektromotor, vorzugsweise für Synchron- oder Schrittmotor, mit einer gelagerten Welle, wobei zwischen Lager und Rotor eine Anlaufscheibe vorgesehen ist. DESCRIPTION The invention relates to a rotor for an electric motor, preferably for a synchronous or stepper motor, with a mounted shaft, a thrust washer being provided between the bearing and the rotor.

Derartige Rotoren sind bekannt. Bei der Drehbewegung darf keine direkte Berührung zwischen Rotorkern und Lager stattfinden, um in diesem Bereich einen Abrieb zu verhindern. Aus diesem Grunde ist bei einseitig oder auch beidseitig gelagerten Rotoren zwischen diesen und den Lagern jeweils eine Anlaufscheibe eingebaut. Such rotors are known. When rotating, there must be no direct contact between the rotor core and the bearing in order to prevent abrasion in this area. For this reason, a thrust washer is installed between the bearings and the bearings in the case of rotors mounted on one or both sides.

Diese können bei Relativbewegungen zum Rotor Geräusche verursachen und vor allem bei der Montage und bei permanentmagnetischen Rotoren während der Magnetisierung bedeutet die Berücksichtigung der Anlaufscheiben einen erheblichen Aufwand. Insbesondere ist wegen der Anlaufscheiben und evtl. auch einer Druckfeder im Bereich des Rotors eine Weiterverarbeitung mit Automaten praktisch nicht möglich. These can cause noise when moving relative to the rotor and especially when installing and with permanent magnetic rotors during magnetization, taking the thrust washers into account means considerable effort. In particular, further processing with automatic machines is practically not possible because of the thrust washers and possibly also a compression spring in the area of the rotor.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Rotor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der eine derart vereinfachte Handhabung bei der endgültigen Montage oder einer evtl. Magnetisierung ermöglicht, dass Automaten eingesetzt werden können. Ferner soll die Laufruhe des Motors erhöht werden. The invention is therefore based on the object of creating a rotor of the type mentioned at the beginning, which enables such a simplified handling during final assembly or a possible magnetization that automatic machines can be used. Furthermore, the smoothness of the engine should be increased.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Anlaufscheibe mit dem Rotor in Drehrichtung formschlüssig gekuppelt und an dem Rotor festgelegt ist. Dadurch kann diese Anlaufscheibe — bei einem zweiseitig gelagerten Rotor beide Anlaufscheiben — mit dem Rotor vorgefertigt verbunden sein, so dass dieser anschliessend beliebig gehandhabt werden kann, ohne dass noch auf die zwischen Rotor und Lager anzuordnenden Anlaufscheiben geachtet werden muss. Ferner werden Relativbewegungen zwischen den Scheiben und dem Rotor und somit Geräusche vermieden. The solution to this problem is that the thrust washer is positively coupled to the rotor in the direction of rotation and fixed to the rotor. As a result, this thrust washer - in the case of a two-sided rotor, both thrust washers - can be connected to the rotor in a prefabricated manner, so that it can then be handled as desired without having to pay attention to the thrust washers to be arranged between the rotor and the bearing. Furthermore, relative movements between the disks and the rotor and thus noises are avoided.

Zweckmässig ist es dabei, wenn die Anlaufscheibe unrund ist und mit ihrem Umfang formschlüssig in eine analog konturierte Ausnehmung der Rotorstirnseite passt. It is expedient if the thrust washer is out of round and its circumference fits in a form-fitting manner in an analogously contoured recess in the rotor end face.

Besonders zweckmässig vor allem bei der Montage oder einer evtl. Magnetisierung ist es, wenn die Anlaufscheibe in axialer, von dem Rotor weggerichteter Richtung formschlüssig mit dem Rotor verbunden ist. Dadurch ist sichergestellt, dass die Anlaufscheibe beim Montieren oder sonstigen Handhaben des Rotors nicht aus ihrer Gebrauchsstellung verloren geht. It is particularly expedient, especially during assembly or a possible magnetization, if the thrust washer is positively connected to the rotor in the axial direction away from the rotor. This ensures that the thrust washer is not lost from its position of use when mounting or other handling of the rotor.

Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere der Kontur der Anlaufscheibe und der formschlüssigen Verbindung mit dem Rotor sowie der Verbindung einer evtl. zusätzlich vorgesehenen Druckfeder am Rotor zur Beseitigung von axialem Spiel sind Gegenstand der Ansprüche 4 bis 12. Embodiments of the invention, in particular the contour of the thrust washer and the positive connection to the rotor and the connection of a possibly additionally provided compression spring on the rotor to eliminate axial play are the subject of claims 4 to 12.

Vor allem bei Kombination der vorerwähnten und der in den sonstigen Ansprüchen enthaltenen Merkmale und Massnahmen ergibt sich ein Rotor, bei welchem Anlaufscheiben und eine evtl. Feder gegen Herausfallen gesichert sind, so dass der Rotor als Kompletteil vorbereitet werden kann, so dass die weitere Bearbeitung erheblich vereinfacht ist. Insbesondere können Handlingsautomaten und im Falle eines zu magnetisierenden Rotors eine Roboter-Magnetisierung zum Einsatz kommen. Darüber hinaus sind Einzelteile auf ein Mimimum reduziert. Especially when combining the aforementioned and the features and measures contained in the other claims, there is a rotor in which thrust washers and a possible spring are secured against falling out, so that the rotor can be prepared as a complete part, so that further processing is considerable is simplified. In particular, automatic handling machines and, in the case of a rotor to be magnetized, robot magnetization can be used. In addition, individual parts are reduced to a minimum.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden Einzelheiten anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel noch näher beschrieben. Es zeigt: The invention is described in more detail below with its details that are essential to it, using the drawing in an exemplary embodiment. It shows:

Fig. 1 einen vollständig zusammengesetzten Elektromotor mit einem erfindungsgemässen Rotor, 1 shows a fully assembled electric motor with a rotor according to the invention,

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. 2 shows a longitudinal section of the rotor with shaft and positively attached thrust washers arranged on both sides, wherein a compression spring is also provided on one side, and

Fig. 3 eine Stirnseite des Rotors gemäss Fig. 2 mit einer einen unrunden Umriss aufweisenden Anlaufscheibe. 3 shows an end face of the rotor according to FIG. 2 with a thrust washer having a non-circular outline.

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. An electric motor designated as a whole by 1 has a rotor 2, which could be a permanent-magnet rotor, in particular in the case of a synchronous or stepper motor.

Der Rotor 2 hat eine im Ausführungsbeispiel beidseits gela- In the exemplary embodiment, the rotor 2 has a

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gerte Welle 3, wobei gemäss Fig. 1 zwischen Lager 4 — beispielsweise einem Sinterlager — und Rotor 2 jeweils eine Anlaufscheibe 5 vorgesehen ist. The shaft 3, according to FIG. 1, a thrust washer 5 is provided between the bearing 4 - for example a sintered bearing - and the rotor 2.

Vor allem anhand der Figuren 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 2 festgelegt sind. It can be seen above all from FIGS. 2 and 3 that the thrust washers 5 are positively coupled to the rotor 2 in the direction of rotation and are fixed to the rotor 2 in a manner to be described.

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 Anlaufscheiben 5 sind dabei auch in axialer, von dem Rotor weggerichteter Richtung formschlüssig mit dem Rotor 2 verbunden, was im folgenden noch näher erläutert wird. 3 that the thrust washer 5 is out of round and its circumference fits in a form-fitting manner in an analogously contoured recess 6 of the rotor end face. The thrust washers 5 are also positively connected to the rotor 2 in the axial direction away from the rotor, which will be explained in more detail below.

Gemäss Fig. 3 ist die Kontur der Anlaufscheibe 5 ein durch wenigstens eine, im Ausführungsbeispiel drei Abflachungen 7 unterbrochener Kreis. Dies kommt einerseits der Rotationssymmetrie 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. 3, the contour of the thrust washer 5 is a circle interrupted by at least one, in the exemplary embodiment three flattenings 7. On the one hand, this accommodates the rotational symmetry of the rotor, but nevertheless enables the thrust washers 5 to be positively placed in correspondingly contoured recesses 6. The flattened peripheral regions 7 are each connected by elbows 8.

In Fig. 1 und 2 erkennt man, dass die Ausnehmungen 6 des Rotors 2, in welchen die Anlaufscheiben 5 formschlüssig gehalten sind, eine grössere Tiefe haben, als es der Dicke der Anlaufscheiben 5 entspricht. Somit ergibt sich an der Rotorstirnseite gegenüber den Anlaufscheiben noch ein gewisser Überstand, jedoch stehen die Lager 4 bis zu den Scheiben vor. 1 and 2 that the recesses 6 of the rotor 2, in which the thrust washers 5 are held in a form-fitting manner, have a greater depth than the thickness of the thrust washers 5. This results in a certain protrusion on the rotor end side compared to the thrust washers, but the bearings 4 protrude up to the washers.

Der erwähnte Überstand der Ausnehmungen 6 steht im Zusammenhang mit der formschlüssigen Festlegung der Anlaufscheiben 5 in axialer Richtung. Zumindest der unmittelbar auf der Welle 3 befindliche Kern 9 des Rotors kann nämlich zweckmässigerweise 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 5 angeformt sind. Die Verformungen 10 des Rotorkernes 9 können daher den Aussenrand der Anlaufscheibe 5 vorzugsweise an den Bogenstücken 8 übergreifen, wie man es in Fig. 3 erkennt. The above-mentioned protrusion of the recesses 6 is related to the positive fixing of the thrust washers 5 in the axial direction. At least the core 9 of the rotor located directly on the shaft 3 can expediently consist of plastic or an aluminum alloy and the recess 6 for receiving the thrust washer 5 is provided in the plastic or the aluminum alloy. At the edge of the recess 6 one can now see at least one deformation 10 distributed around the circumference in the exemplary embodiment, which overlaps the thrust washer 5 on its outside and is expediently formed after the thrust washer 5 has been inserted. The deformations 10 of the rotor core 9 can therefore overlap the outer edge of the thrust washer 5, preferably on the arc pieces 8, as can be seen in FIG. 3.

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Eine besonders zweckmässige und wichtige Ausgestaltung der Erfindung 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 Rotorkernes 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 Anlauffunktion mit dem zugehörigen Lager 4 erfüllt. A particularly expedient and important embodiment of the invention consists in that the rotor core 9 has in its interior near an end face an integrally molded sleeve 11 with a recess for inserting a compression spring 12, the sleeve 11 being shorter than the compression spring 12 itself. With an axial distance from the end face of the sleeve 11, the thrust washer 5 is also simultaneously arranged within the rotor core 9 as an outer counter bearing for the compression spring 12. Thus, in this case the thrust washer 5 has a double function by holding the compression spring 12 preventing axial play on the one hand and fulfilling its start-up function with the associated bearing 4 on the other hand.

Der Kern 9 des Rotors 2 steht gegenüber dem magnetisier-baren 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. The core 9 of the rotor 2 protrudes radially from the magnetizable jacket 13 on the rotor end face and is enlarged in terms of its outer diameter in this projecting area in the form of a flange 14, which, however, does not exceed the diameter of the jacket in this case. The rotor core 9 has annular recesses 15 which engage in its interior from both end faces and which are stiffened by ribs 16 in the exemplary embodiment. The thrust washer 5, which is not supported on the compression spring 12, rests on both edges of such a ring recess 15 in order to provide a good supporting effect.

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. It should also be mentioned that the rotor 2 can also be made in one piece from plastic-filled magnetic material. In this case, parts 9 and 13 would be only one part.

Vor allem in Fig. 2 erkennt man, dass der gesamte Rotor 2 insgesamt ein sehr einfaches Teil ist, obwohl er beidseits Anlaufscheiben 5 und im Inneren eine Druckfeder 12 aufweist. Da die Anlaufscheiben formschlüssig verbunden sind, ergeben 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 erfindungsge-mässe Ausgestaltung des Rotors 2 nicht nur dessen Handhabung vereinfacht, sondern es werden auch unerwünschte Geräuschentwicklungen vermieden. 2 that the entire rotor 2 is a very simple part overall, although it has thrust washers 5 on both sides and a compression spring 12 on the inside. Since the thrust washers are positively connected, there are above all no relative movements between these thrust washers 5 and the actual rotor 2 or the rotor core 9, so that no corresponding noises are caused by such a relative movement and no wear of the rotor. This also applies to the compression spring 12 and its holder, which cannot carry out any relative movement to the rotor or its core. Thus, the inventive design of the rotor 2 not only simplifies its handling, but it also prevents unwanted noise.

3 3rd

s s

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Rotor for an electric motor, preferably for synchronous * or stepper motor, with a mounted shaft, a thrust washer being provided between the bearing and the rotor, characterized in that the thrust washer (5) is positively coupled to the rotor (2) in the direction of rotation and on the rotor (2) is fixed.

2. Rotor according to claim 1, characterized in that the thrust washer (5) is out of round and fits with its shape in a form-fitting manner in an analogously contoured recess (6) of the rotor end face.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Rotor according to claim 1 or 2, characterized in that the thrust washer (5) is positively connected to the rotor (2) in the axial direction away from the rotor.

4. Rotor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the thrust washer (5) in a recess (6) of the rotor (2) is positively held, the depth of which is greater than the thickness of the thrust washer (5).

5. Rotor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the contour or the outline of the thrust washer (5) is a circle interrupted by at least one flattening (7), preferably three flattening (7).

6. Rotor according to claim 5, characterized in that the flattened peripheral regions (7) of the thrust washer (5) are connected by elbows (8).

7. Rotor according to one of claims 2 to 6, characterized in that at least the core (9) of the rotor (2) located directly on the shaft (3) consists of plastic or an aluminum alloy and the recess (6) for receiving the thrust washer (5) is provided in this core, and that at the edge of the recess (6) at least one, preferably distributed over the circumference, several deformations (10) are arranged which overlap the thrust washer (5) on its outside and preferably after inserting the thrust washer (5) are formed in the recess (6).

8. Rotor according to claim 7, characterized in that the deformations (10) of the rotor core (9) overlap the outer edge of the thrust washer (5) preferably on an arc piece (8).

9. Rotor according to claim 7 or 8, characterized in that the rotor core (9) in its interior near an end face has an integrally molded sleeve or the like with a recess for inserting a compression spring (12) which is shorter than the compression spring (12) and that at axial distance from the end of this sleeve (11) arranged and ending in the interior of the rotor core (9) and within the rotor core (9), the thrust washer (5) is arranged as an outer counter bearing for the compression spring (12).

10. Rotor according to one of claims 7 to 9, characterized in that the core (9) of the rotor (2) protrudes from the magnetizable jacket (13) on the rotor end face and is designed as a flange (14) with respect to its outer diameter in the protruding area is.

11. Rotor according to claim 9 or 10, characterized in that the rotor core (9) from both end faces in its interior engaging annular recesses (15) which are optionally stiffened by ribs (16), and that not on the compression spring (12) supported thrust washer (5) abuts on both edges of the ring recess (15).

12. Rotor according to one of claims 1 to 11, characterized in that it consists in one piece of plastic-filled magnetic material.