DE102012101819A1

DE102012101819A1 - Kleinmotor und Lageranordnung

Info

Publication number: DE102012101819A1
Application number: DE102012101819A
Authority: DE
Inventors: Dario BOCCADAMO; Joachim Friebe
Original assignee: MultiElectric GmbH and Co KG
Current assignee: MultiElectric GmbH and Co KG
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2013-09-05
Also published as: US20130229076A1; CN103296822A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Kleinmotoren und eine Lageranordnung für diese.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Kleinmotoren und eine Lageranordnung für diese.
Stand der Technik
Kleinmotoren werden heute in vielfältigen Anwendungen eingesetzt. Dazu gehören Antriebe in Haushaltgeräten, Handwerkzeugen, Aktuatoren in Kraftfahrzeugen und ähnliches. Die Motoren unterliegen ständig steigenden Anforderungen, die neben höheren Leistungen auch geringere Geräuschentwicklung umfassen.
Eine wesentliche Geräuschquelle kann dabei die Lagerung des Rotors des Motors darstellen, wenn an den Lagerstellen axiale und/oder radiale Relativbewegungen der Motorwelle zur Lagerung ebendieser auftreten können. Diese Bewegungen werden durch die für die Herstellung der Bauteile des Motors erforderlichen Toleranzen ermöglicht, deren Einschränkung nur mit erheblichem wirtschaftlichem Aufwand erzielt werden kann.
Es werden daher Anstrengungen unternommen, um die genannten Relativbewegungen zu minimieren, ohne dabei die freie Beweglichkeit der Welle einzuschränken. Maßnahmen zu Erreichung dieses Zieles sind zum Beispiel in EP 1 041 303 A1 , DE 195 37 503 A1 , DE 40 10 564 A1 und DE 10 2008 027 841 A1 beschrieben. Die dort aufgezeigten Lösungen sind noch mit einem erheblichen Bauteil- oder Prozessaufwand verbunden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen elektrischen Kleinmotor mit einem Lagersystem bereitzustellen, bei dem das Lagerspiel der Welle in engen Grenzen einstellbar ist, ohne dass die einzelnen Bauteile enge axiale und radiale Toleranzen aufweisen müssen.
Es wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, indem das Lager durch Schweißen, beispielsweise Laserschweißen, in der Lageraufnahme fixiert wird.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein elektrischer Kleinmotor, bei dem an den Endflächen der stationären Baugruppen metallische Ausformungen für die Aufnahme der Lager ausgebildet sind und wenigstens eines der Lager Wälzlager, z. B. ein Kugellager, ist, das durch Schweißen, beispielsweise Laserschweißen, mit der Ausformung verbunden ist.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Kleinmotor mit den üblichen Baugruppen in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Detailansicht der Lagerung gemäß 1 mit der Schweißstelle 2.3;
3 zeigt eine Draufsicht auf die Ausformung 2.1 zur Aufnahme des Kugellagers 2.2 mit einer punktförmigen Schweißstelle 2.3;
4 ist eine Ansicht wie 3 mit einer axial ausgebrachten raupenförmigen Schweißstelle 2.3;
5 ist eine Ansicht wie 3 mit einer am Umfang der Ausformung 2.1 ausgebrachten raupenförmigen Schweißstelle 2.3;
6 zeigt als Längsschnitt wie 2 eine andere Ausgestaltung der Erfindung mit einer stirnseitigen Verschweißung von Kugellager 2.2 und Ausformung 2.1;
7 zeigt als Längsschnitt wie 2 eine andere Ausgestaltung der Erfindung mit einer Verschweißung von Kugellager 2.2 und Ausformung 2.1, wenn das Kugellager 2.2 axial über die Ausformung 2.1 hervorsteht;
8 zeigt als Längsschnitt wie 2 eine andere Ausgestaltung der Erfindung mit einer Verschweißung von Kugellager 2.2 und Ausformung 2.1, wenn das Kugellager 2.2 axial hinter der Ausformung 2.1 zurücksteht;
9 zeigt eine Draufsicht gemäß 6 bis 8 mit drei Schweißstellen 2.3.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Ein Kleinmotor der vorliegenden Erfindung besteht im Wesentlichen aus einer Rotorbaugruppe 1, einer Gehäusebaugruppe 2 und einer Stromübertragungsbaugruppe 3. Die Einzelteile dieser Baugruppen sind von konventionellen Motoren hinreichend bekannt und werden hier nur beschrieben, soweit es zum Verständnis der Erfindung von Bedeutung ist.
Die Gehäusebaugruppe 2 und die Stromübertragungsbaugruppe 3 besitzen zylindrische Ausformungen 2.1 bzw. 3.1, die die Lager 2.2 bzw. 3.2 aufnehmen, in denen wiederum die Welle 1.1 der Rotorbaugruppe 1 gelagert ist.
In der weiteren Beschreibung wird beispielhaft davon ausgegangen, dass das Lager 3.2 in der zylindrischen Aufnahme 3.1 fixiert ist und die Welle 1.1 in diesem Lager axial verschiebbar ist. Weiterhin wird davon ausgegangen, dass das Lager 2.2 ein Kugellager ist und so zu positionieren ist, dass die axiale Bewegung der Rotorbaugruppe 1 auf ein gewünschtes Maß eingestellt werden kann. Zur Erzielung dieser Eigenschaft wird das Lager 2.2 verschiebesicher auf der Welle 1.1 befestigt, was beispielsweise durch einen Presssitz erreicht werden kann.
Der Innendurchmesser der Ausformung 2.1 ist größer als der Außendurchmesser des Lagers 2.2, wodurch es möglich ist, dass bei einem montierten Motor, bei dem die Gehäusebaugruppe 2 bereits fest mit der Stromübertragungsbaugruppe 3 verbunden ist, die Rotorbaugruppe 1 noch beweglich ist. Diese Bewegung ist axial und, in den Grenzen der Differenz der Durchmesser der Ausformung 2.1 und des Lagers 2.2, auch radial möglich.
Unter Anwendung geeigneter Hilfsmittel bzw. Vorrichtungen wird die Rotorbaugruppe 1 in die gewünschte Position relativ zur Gehäusebaugruppe 2 gebracht und dann wird der Außenring des Kugellagers 2.2 mit der Ausformung 2.1, z. B. mittels Laserstrahl, verschweißt. Die Verschweißung 2.3 kann sowohl auf dem Außendurchmesser des Außenrings des Kugellagers 2.2 durch die Ausformung 2.1 hindurch, also in radialer Richtung (2 bis 5), als auch in axialer Richtung an der Berührungskante von Außenring und Ausformung 2.1 (6 bis 9) erfolgen. Auch eine Kombination von beiden Schweißrichtungen ist möglich. Jede Schweißstelle 2.3 kann sowohl punktförmig oder raupenförmig, an einer oder mehreren Stellen oder über einen geschlossenen Pfad ausgeführt sein.
Jede einzelne Schweißstelle 2.3 erreicht eine bestimmte Widerstandsfähigkeit gegenüber axialen und radialen Kräften, die auf das Lager 2.2 wirken. Mit der Anzahl der Schweißstellen 2.3 und deren Ausführung bzw. Kombination ist es daher auch möglich, unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich dieser Kräfte abhängig von den Einsatzbedingungen des Motors zu erfüllen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1041303 A1 [0004]
DE 19537503 A1 [0004]
DE 4010564 A1 [0004]
DE 102008027841 A1 [0004]

Claims

Elektrischer Kleinmotor, bei dem an den Endflächen der stationären Baugruppen (2) metallische Ausformungen (2.1, 3.1) für die Aufnahme der Lager (2.2, 3.2) ausgebildet sind und wenigstens eines der Lager (2.2, 3.2) ein Wälzlager (2.2) ist, wobei der Außendurchmesser dieses Wälzlagers (2.2) kleiner als der Innendurchmesser der korrespondierenden Ausformung (2.1) für dessen Aufnahme ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Wälzlager (2.2) durch mindestens eine Schweißstelle (2.3) mit der Ausformung (2.1) verbunden ist.
Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 1, bei dem die Verschweißung radial durch die Ausformung (2.1) hindurch mit dem Außenring des Wälzlagers (2.2) erfolgt.
Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 2, bei dem die Schweißstelle (2.3) punktförmig, als axiale Raupe oder als Raupe auf dem Umfang der Ausformung (2.1) ausgebildet ist.
Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 1, bei dem die Verschweißung zwischen Wälzlager (2.2) und Ausformung (2.1) an der Berührungskante der beiden Bauteile (2.1, 2.2) erfolgt.
Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 4, bei dem die Schweißstelle (2.3) punktförmig oder als Raupe zwischen dem Wälzlager (2.2) und der Ausformung (2.1) ausgebildet ist.
Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 1, bei dem die Verschweißung von Wälzlager (2.2) und Ausformung (2.1) an mehreren Stellen (2.3) erfolgt.
Lageranordnung für einen elektrischen Kleinmotor, umfassend a) eine metallische Ausformung (2.1) zur Aufnahme eines Wälzlagers (2.2) an einer Endfläche der stationären Baugruppen (2) des Kleinmotors; b) ein Wälzlager (2.2), dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Ausformung (2.1) ist; und c) mindestens eine Schweißstelle (2.3), die dieses Wälzlager (2.2) mit der Ausformung (2.1) verbindet.
Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kleinmotors, umfassend i) verschiebungssicheres Befestigen eines Wälzlagers (2.2) auf der Welle (1.1) der Rotorbaugruppe (1) des Kleinmotors; ii) Positionieren des Wälzlagers (2.2) innerhalb einer Ausformung (2.1) zur Aufnahme des Wälzlagers (2.2) an einer Endfläche der stationären Baugruppen (2) des Kleinmotors; iii) Verschweißen des Außenringes des Wälzlagers (2.2) mit der Ausformung (2.1).
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das Verschweißen des Außenringes des Wälzlagers (2.2) mit der Ausformung (2.1) durch die Ausformung (2.1) hindurch erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das Verschweißen des Außenringes des Wälzlagers (2.2) mit der Ausformung (2.1) stirnseitig an einer Endfläche der stationären Baugruppen (2) des Kleinmotors an der Berührungskante der beiden Bauteile (2.1, 2.2) erfolgt.