DE102006003496A1

DE102006003496A1 - Verfahren zum Herstellen eines Gleitlagers an einem Lagerschild eines Elektromotors

Info

Publication number: DE102006003496A1
Application number: DE102006003496A
Authority: DE
Inventors: Helmut Kunkel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2007-07-26
Also published as: WO2007085418A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Gleitlagers an einem Lagerschild (2) eines Elektromotors, bei dem eine Lagerbuchse (10) in einen Lagersitz (3) des Lagerschilds (2) eingebracht wird. Bei einfacher Montage wird ein stabiler Sitz dadurch erreicht, dass die Lagerbuchse (10) zumindest in ihrer Umfangsfläche, die mit der zugekehrten seitlichen Innenfläche des Lagersitzes (3) in Verbindung tritt, aus einem beim Einbringen unter Kraftaufwand einen Materialfluss ermöglichenden Material hergestellt wird und unmittelbar in den durch Formen des Lagerschildes (2) in einer Gussform erhaltenen unbearbeiteten Lagersitz (3) eingedrückt wird oder DOLLAR A dass die Lagerbuchse (10) vor dem Formvorgang des Lagerschilds (2) in der Gussform positioniert und mit dem Lagerschild (2) in den Lagersitz (3) eingegossen wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Gleitlagers an einem Lagerschild eines Elektromotors, bei dem eine Lagerbuchse in einen Lagersitz des Lagerschilds eingebracht wird sowie auf einen Elektromotor mit mindestens einem mit einer Lagerbuchse versehenen Lagerschild.
Die Herstellung eines Gleitlagers an einem Lagerschild eines Elektromotors mittels einer in dem Lagerschild eingesetzten Lagerbuchse wird (ohne vorliegenden druckschriftlichen Nachweis) als bekannt angenommen. Motoren mit Gleitlagerbuchsen werden z.B. verwendet bei umlaufenden Radialkräften. Bei einer als bekannt angenommenen Herstellungsart wird das Lagerschild mit dem Lagersitz gegossen und ausgedreht, wonach die Gleitlagerbuchse eingebracht und anschließend selbst überdreht wird, wozu das Lagerschild mehrfach eingespannt und bearbeitet werden muss.

Stand der Technik

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Gleitlagers der eingangs genannten Art bereit zu stellen, mit dem eine einfache Fertigung bei robustem Aufbau erreicht wird.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Lagerbuchse zumindest in ihrer Umfangsfläche, die mit der zugekehrten seitlichen Innenfläche des Lagersitzes in Verbindung tritt, aus einem beim Einbringen unter Kraftaufwand einen Materialfluss ermöglichenden Material hergestellt wird und unmittelbar in den durch Formen des Lagerschildes in einer Gussform erhaltenen unbearbeiteten Lagersitz eingedrückt wird oder dass die Lagerbuchse vor dem Formvorgang des Lagerschilds in der Gussform positioniert und mit dem Lagerschild in den Lagersitz eingegossen wird.

Mit diesen beiden alternativen Maßnahmen wird ein stabiler Sitz erreicht, wobei sich die Lagerbuchse mit ihrem Außenumfang in dem Material am Innenumfang des Lagersitzes verzahnt und eine stabile Verbindung im eingepressten Zustand erreicht wird. Dabei ist ein Ausdrehen des Lagerschildes eingespart. Als Material der Gleitlagerbuchse zum Einpressen und verzahnen eignet sich z.B. Polytetrafluorethylen (PTFE), während sich zum Eingießen der Lagerbuchse in dem Lagersitz als Material der Lagerbuchse beispielsweise Zinnbronze eignet.

Eine vorteilhafte Herstellung des Lagerschildes, bei der sich auch eine zuverlässig haltbare Oberflächenverbindung zwischen der Außenseite der Lagerbuchse und der Innenseite des Lagersitzes ergibt, besteht darin, dass das Lagerschild durch Druckguss hergestellt wird.

Die Herstellung und die Fertigungsgenauigkeit werden ferner dadurch begünstigt, dass die Innenseite der Lagerbuchse nach dem Eindrücken oder Einformen in den Lagersitz ausgedreht wird. Die Abstimmung des Gleitlagers an der Buchse im in den Lagersitz eingepressten Zustand ergibt eine genaue Justierung auch bezüglich der übrigen in Wirkverbindung zu bringenden Motorkomponenten.

Zur einfachen Fertigung tragen weiterhin die Maßnahmen bei, dass die Lagerbuchse an ihrem beim Eindrücken vorderen umfangsseitigen Außenbereich und/oder der Lagersitz an der Innenseite seines Eingangsrandes vor dem Einsetzen der Lagerbuchse mit einer zentrierenden Einführschräge versehen wird.

Ein sicherer, stabiler Sitz der Lagerbuchse in dem Lagerschild einerseits und eine widerstandsfähige Gleitlagerung andererseits werden dadurch begünstigt, dass die Lagerbuchse aus zwei ringförmigen Komponenten in einer Außen-Innen-Anordnung zusammengesetzt wird, von denen die äußere Komponente beim Eindrücken relativ zu dem Lagersitz Fließeigenschaften besitzt, während die innere Komponente als Gleitring mit einer glatten Gleitfläche ausgebildet wird.

Für einen stabilen, widerstandsfähigen Aufbau bei einfacher Fertigung sind dabei die Maßnahmen von Vorteil, dass die äußere Komponente zuerst in den Lagersitz eingedrückt und anschließend die innere Komponente in die äußere Komponente eingedrückt wird. Bei dieser Vorgehensweise können auch die äußere Komponente in Form des Metallrings und die innere Komponente in Form des Gleitrings neben den Anforderungen, einen sicheren, stabilen Sitz in dem Lagerschild zu gewährleisten und gleichzeitig eine verschleißfeste glatte Gleitfläche sicher zu stellen, auch zum einfachen und stabilen Ineinandersetzen ausgestaltet werden.

Zu einer einfachen, zuverlässigen Montage tragen dabei die Maßnahmen bei, dass vor dem Einsetzen der Lagerbuchse die äußere Komponente an ihrem von der Einführseite abgewandten rückseitigen inneren Randbereich und/oder die innere Komponente an ihrem auf der Einführseite liegenden äußeren Randbereich mit einer zweiten Einführschräge versehen ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines Elektromotors besteht darin, dass er mit mindestens einem mit einer Lagerbuchse versehenen Lagerschild ausgestaltet ist, bei dem die Lagerbuchse in das Lagerschild nach einem der vorstehend angegebenen Maßnahmen eingesetzt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Motorabschnitt mit einer in einen Lagersitz eines Lagerschilds eingesetzten Lagerbuchse im Querschnitt,

2 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer in einen Motorabschnitt nach 1 eingesetzten Lagerbuchse, die doppelschalig ausgebildet ist und

3 eine in einen Motorabschnitt nach 1 eingesetzte Lagerbuchse mit einem Schulterabschnitt, der an einer sich radial erstreckenden Fläche des Lagersitzes in Anlage gebracht ist.

Die 1 zeigt im Querschnitt einen Abschnitt 1 eines Elektromotors mit einem Lagerschild 2, das einen endseitig offenen zylinderförmigen Lagersitz 3 aufweist, in welchen eine angepasste zylinderförmige Lagerbuchse 10 unter Pressdruck eingebracht ist. Auf ihrer Innenumfangsseite ist die Lagerbuchse 10 mit einer Gleitfläche für ein Kugellager oder ein Wälzlager oder aber zum Aufnehmen einer äußeren Lagerschale 21 eines Kugel- oder Wälzlagers 20 (vgl. z. B. 3) versehen. Die Lagerbuchse 10 ist in den durch einen Formvorgang, beispielsweise durch Druckgussformen hergestellten Lagersitz 3 eingedrückt, ohne dass der Lagersitz 3 zuvor weiter bearbeitet worden ist. Zum sicheren, zentrierten Einsetzen weist die Lagerbuchse 10 an dem Übergangsrand zwischen der Einführseite und ihrem Umfang eine Einführschräge 14' auf, so dass die Lagerbuchse 10 ohne Verkantung und Beschädigung in den Lagersitz 3 eingepresst wird. Alternativ oder zusätzlich kann eine Einführschräge auch an der Einführseite des Lagersitzes 3 im Übergangsbereich zu deren Innenumfang ausgebildet sein, wie aus 2 ersichtlich. Zum Einpressen und Verhaken bzw. Verzahnen mit der Innenumfangsfläche des unbearbeiteten Lagersitzes 3 besteht die Lagerbuchse 10 zumindest an ihrem Außenumfang aus einem unter dem Einpressdruck fließfähigen Material, beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) oder einem geeigneten Kunststoff oder Metall.
Ist die Lagerbuchse 10 in den Lagersitz 3 eingepresst, wird sie anschließend in ihrem in den Lagerschild 2 eingebauten Zustand ausgedreht, so dass eine eindeutige Zentrierung und Justierung bezüglich der mit der Gleitfläche zusammenwirkenden rotierenden Motorkomponenten erreicht wird. In die Lagerbuchse braucht dann nur noch das Kugel- oder Wälzlager 20 eingesetzt zu werden.
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Lagerbuchse 10 zweischalig aus einer äußeren Komponente in Form eines Lagerrings 11 und einer inneren Komponente in Form eines Gleitrings 12 ausgebildet. Bei der Montage wird z.B. zuerst der Lagerring 11 in den Lagersitz 3 eingepresst, wie vorstehend beschrieben. Dabei ist ebenfalls eine Einführschräge 14' an dem äußeren Einführrand des Lagerrings 11 und/oder eine Einführschräge 14 an dem eingangsseitigen inneren Rand des Lagersitzes 3 ausgebildet. Sodann wird der innere Gleitring 12 in den Lagerring 11 unter Pressdruck eingeführt, um die Lagerbuchse 10 zu vervollständigen. Dabei ist zum einfachen, zentrierten Einführen des Gleitrings 12 an der in Einführrichtung hinteren Seite im Übergangsbereichs des Lagerrings 11 zu seinem Innenumfang und/oder auf der in Einführrichtung vorderen Seite des Gleitrings 12 in dessen Übergangsbereich zu dem Außenumfang eine Einführschräge 14 bzw. 14' ausgebildet. Mit dem zweischaligen Aufbau ist die äußere Komponente 11 beispielsweise als Metallring aus unter dem Pressdruck fließfähigen Material ausgebildet, während der Gleitring 12 auf Dauer stabile, verschleißfeste Gleiteigenschaften zumindest auf seiner Innenumfangsfläche 13 besitzt.
Bei dem in 3 gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel ist die Lagerbuchse 10 mit einem an den zylindrischen Abschnitt auf der Einführseite anschließenden radial nach innen gerichteten flanschartigen, ringförmigen Schulterabschnitt versehen, der im eingesetzten Zustand mit einer radial verlaufenden Fläche des Lagersitzes 3, die rechtwinklig zu der Motorachse verläuft, in Anlage gebracht ist. Auf der in Einführrichtung hinteren Seite, die zur Öffnungsseite des Lagersitzes 3 gekehrt ist, ist auf dem Schulterabschnitt eine Feder zur Abstützung eines eingesetzten Kugellagers 20 angeordnet, wobei die Feder unterschiedlich ausgeführt sein kann. Mit dieser Ausbildung der Lagerbuchse 10 ergibt sich ein eindeutiger Sitz für das Kugellager 20 bzw. Wälzlager. Auch hierbei können der eingangsseitige innere Rand des Lagersitzes 3 und/oder der einführseitige äußere Rand der Lagerbuchse 10 mit Einführschrägen 14 bzw. 14' versehen sein. Jedenfalls wird die Lagerbuchse 10 ebenfalls in der vorstehend beschriebenen Weise in den unbearbeiteten Lagersitz 3 unter Pressdruck eingesetzt und besteht aus fließfähigem Material, so dass sich ein stabiler Sitz unter verzahnender und verhakender Verbindung der miteinander in Wirkverbindung tretenden äußeren Fläche der Lagerbuchse 10 und inneren Fläche des Lagersitzes 3 ergibt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zum Einbringen der Lagerbuchse 10 besteht darin, dass die z.B. aus Zinnbronze oder einem anderen geeigneten Material hergestellte Lagerbuchse vor dem Gießen des Lagerschildes 2 in der Gussform positioniert wird. Anschließend wird das Lagerschild 2 im Gießverfahren, beispielsweise Druckgussverfahren hergestellt. Abschließend wird die Innenseite der Lagerbuchse ausgedreht, um das Kugellager 20 bzw. Wälzlager einzusetzen. Auch bei diesem Verfahren wird ein Ausdrehen des Lagersitzes vor dem Einsetzen der Lagerbuchse 10 vermieden. Auch kann bei dieser Vorgehensweise des Eingießens in der Gießform für die Lagerbuchse 10 ein z.B. zweischaliger Aufbau mit der vorstehend beschriebenen Ausbildung gewählt werden.
Bei einem Elektromotor können die Motorabschnitte 1 auf beiden axial beabstandeten Seiten des Motors mit Lagerschilden 2 versehen werden, in die Lagerbuchsen 10 nach den vorstehend beschriebenen Verfahrensweisen eingebracht sind. Die Lagerbuchsen 10 sind stabil eingebracht und insbesondere als Gleitlagerung bei umlaufenden Radialkräften vorteilhaft geeignet und ergeben eine kraftvolle Verbindung von Lagerschild 2 und Gleitlagerbuchse 10 auch bei dauerhafter hoher Belastung.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Gleitlagers an einem Lagerschild (2) eines Elektromotors, bei dem eine Lagerbuchse (10) in einen Lagersitz (3) des Lagerschilds (2) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (10) zumindest in ihrer Umfangsfläche, die mit der zugekehrten seitlichen Innenfläche des Lagersitzes (3) in Verbindung tritt, aus einem beim Einbringen unter Kraftaufwand einen Materialfluss ermöglichenden Material hergestellt wird und unmittelbar in den durch Formen des Lagerschildes (2) in einer Gussform erhaltenen unbearbeiteten Lagersitz (3) eingedrückt wird oder dass die Lagerbuchse (10) vor dem Formvorgang des Lagerschilds (2) in der Gussform positioniert und mit dem Lagerschild (2) in den Lagersitz (3) eingegossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (2) durch Druckguss hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite der Lagerbuchse (10) nach dem Eindrücken oder Einformen in den Lagersitz (3) ausgedreht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass die Lagerbuchse (10) an ihrem beim Eindrücken vorderen umfangsseitigen Außenbereich und/oder der Lagersitz (3) an der Innenseite seines Eingangsrandes vor dem Einsetzen der Lagerbuchse (10) mit einer zentrierenden Einführschräge (14, 14') versehen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (10) aus zwei ringförmigen Komponenten in einer Außen-Innen-Anordnung zusammengesetzt wird, von denen die äußere Komponente (11) beim Eindrücken relativ zu dem Lagersitz (3) Fließeigenschaften besitzt, während die innere Komponente (12) als Gleitring mit einer glatten Gleitfläche ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Komponente (11) zuerst in den Lagersitz (13) eingedrückt und anschließend die innere Komponente (12) in die äußere Komponente (12) eingedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einsetzen der Lagerbuchse (10) die äußere Komponente (11) an ihrem von der Einführseite abgewandten rückseitigen inneren Randbereich und/oder die innere Komponente (12) an ihrem auf der Einführseite liegenden äußeren Randbereich mit einer zweiten Einführschräge versehen ist.
Elektromotor mit mindestens einem mit einer Lagerbuchse (10) versehenen Lagerschild (2), bei dem die Lagerbuchse (10) in das Lagerschild (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingesetzt ist.
Elektromotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (10) doppelschalig aus einer inneren Komponente (12) als Gleitring und einer äußeren Komponente (11) als Lagerring (11) ausgebildet ist.
Elektromotor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (10) einen ringförmigen Schulterabschnitt aufweist, der im eingesetzten Zustand an einer sich rechtwinklig zur Motorachse erstreckenden Fläche des Lagersitzes in Anlage gebracht ist.