DE102012101824A1

DE102012101824A1 - Kleinmotor und Lageranordnung

Info

Publication number: DE102012101824A1
Application number: DE201210101824
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: US20130285496A1; CN103296820A

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 ein Gleitlager aus Sintermaterial ist, das in einen massiven Ring aus schweißbarem Material eingesetzt ist, der 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 2.4;
3 zeigt eine Draufsicht auf die Ausformung 2.1 zur Aufnahme des Gleitlagers 2.2 mit Ring 2.3 und eine punktförmige Schweißstelle 2.4;
4 ist eine Ansicht wie 3 mit einer axial aufgebrachten raupenförmigen Schweißstelle 2.4;
5 ist eine Ansicht wie 3 mit einer am Umfang der Ausformung 2.1 aufgebrachten raupenförmigen Schweißstelle 2.4;
6 zeigt als Längsschnitt wie 2 eine andere Ausgestaltung der Erfindung mit einer stirnseitigen Verschweißung von Ring 2.3 und Ausformung 2.1;
7 zeigt als Längsschnitt wie 2 eine andere Ausgestaltung der Erfindung mit einer Verschweißung von Ring 2.3 und Ausformung 2.1, wenn der Ring 2.3 axial über die Ausformung 2.1 hervorsteht;
8 zeigt als Längsschnitt wie 2 eine andere Ausgestaltung der Erfindung mit einer Verschweißung von Ring 2.3 und Ausformung 2.1, wenn der Ring 2.3 axial hinter der Ausformung 2.1 zurücksteht;
9 zeigt eine Draufsicht gemäß 6 bis 8 mit drei Schweißstellen 2.4.
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.
Die Lager 2.2 bzw. 3.2 werden bei Kleinmotoren häufig als Gleitlager ausgeführt, die aus einem gesinterten Material hergestellt sind, in dessen Poren das Öl zur Schmierung der Welle beim Betrieb des Motors eingebracht ist.
Das axiale Spiel A der Welle 1.1 ist durch die Position der Lager 2.2 und 3.2 in ihren jeweiligen Aufnahmen 2.1 bzw. 3.1 sowie die Lage der Bauteile Kommutator 1.5, Distanzhülse 1.4 und Anlaufscheiben 1.2 und 1.3 bestimmt. Um das Axialspiel A auf ein gewünschtes Maß einstellen zu können muss wenigstens eines der Lager 2.2 und 3.2 axial verschiebbar sein und nach Erreichen des gewünschten Spieles A fixiert werden.
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 Gleitlager ist und so zu positionieren ist, dass die axiale Bewegung der Rotorbaugruppe 1 auf ein gewünschtes Maß eingestellt werden kann. Erreicht wird dies dadurch, dass die Rotorbaugruppe 1 montiert wird und das Lager 2.2 in seiner Aufnahme 2.1 axial unter Anwendung geeigneter Hilfsmittel bzw. Vorrichtungen verschoben wird.
Nach Einstellung des gewünschten Axialspieles A könnte das Lager 2.2 mit seiner Aufnahme 2.1 verschweißt werden, z. B. mit einem Laser. Dieser Prozess wird allerdings dadurch erschwert, dass das Lager 2.2 ölhaltig ist. Um diesen Nachteil zu umgehen, wird das Lager 2.2 nicht direkt in die Ausformung 2.1 eingebracht, sondern vorher mit einem massiven, Öl zurückhaltenden Ring 2.3 aus schweißbarem Material umgeben. Das Lager 2.2 ist mit diesem Ring 2.3 fest verbunden, was beispielsweise durch einen Presssitz erreicht werden kann.
Der Innendurchmesser der Ausformung 2.1 ist größer als der Außendurchmesser des Ringes 2.3, wodurch es möglich ist, dass bei einem montierten Motor, bei dem die Gehäusebaugruppe 2 bereits fest mit der Stromübertragungsbaugruppe 3 verbunden ist, das Lager 2.2 noch axial und, in den Grenzen der Differenz der Durchmesser der Ausformung 2.1 und des Ringes 2.3, auch radial beweglich ist.
Unter Anwendung geeigneter Hilfsmittel bzw. Vorrichtungen wird die Rotorbaugruppe 1 in die gewünschte Position relativ zur Gehäusebaugruppe 2 gebracht und dann der Ring 2.3 mit der Ausformung 2.1, z. B. mittels Laserstrahl, verschweißt. Die Verschweißung 2.4 kann sowohl auf dem Ring 2.3 durch die Ausformung 2.1 hindurch, also in radialer Richtung (2 bis 5), als auch in axialer Richtung an der Berührungskante von Ring 2.3 und Ausformung 2.1 (6 bis 9) erfolgen. Auch eine Kombination von beiden Schweißrichtungen ist möglich. Jede Schweißstelle 2.4 kann sowohl punktförmig oder raupenförmig, an einer oder mehreren Stellen, oder über einen geschlossenen Pfad ausgeführt sein.
Jede einzelne Schweißstelle 2.4 erreicht eine bestimmte Widerstandsfähigkeit gegenüber axialen und radialen Kräften, die auf das Lager 2.2 wirken. Mit der Anzahl der Schweißstellen 2.4 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 Gleitlager aus Sintermaterial (2.2) ist, das in einen massiven Ring (2.3) aus schweißbarem Material eingesetzt ist, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der korrespondierenden Ausformung (2.1) für dessen Aufnahme ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Ring (2.3) durch mindestens eine Schweißstelle (2.4) 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 Ring (2.3) erfolgt.
Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 2, bei dem die Schweißstelle (2.4) 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 Ring (2.3) und Ausformung (2.1) an der Berührungskante der beiden Bauteile (2.1, 2.3) erfolgt.
Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 4, bei dem die Schweißstelle (2.4) punktförmig oder als Raupe zwischen dem Ring (2.3) und der Ausformung (2.1) ausgebildet ist.
Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 1, bei dem die Verschweißung von Ring (2.3) und Ausformung (2.1) an mehreren Stellen (2.4) erfolgt.
Lageranordnung für einen elektrischen Kleinmotor, umfassend a) eine metallische Ausformung (2.1) zur Aufnahme eines Gleitlagers (2.2) an einer Endfläche der stationären Baugruppen (2) des Kleinmotors; b) ein Gleitlager (2.2) aus Sintermaterial, das in einen massiven Ring (2.3) aus schweißbarem Material eingesetzt ist, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Ausformung (2.1) ist; und c) mindestens eine Schweißstelle (2.4), die diesen Ring (2.3) mit der Ausformung (2.1) verbindet.
Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kleinmotors, umfassend i) Montieren eines Gleitlagers (2.2) aus Sintermaterial, das verschiebungssicher in einen massiven Ring (2.3) aus schweißbarem Material eingesetzt ist, auf der Welle (1.1) der Rotorbaugruppe (1) des Kleinmotors; ii) Positionieren des Ringes (2.3) innerhalb einer Ausformung (2.1) zur Aufnahme des Gleitlagers (2.2) an einer Endfläche der stationären Baugruppen (2) des Kleinmotors; iii) Verschweißen des Ringes (2.3) mit der Ausformung (2.1).
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das Verschweißen des Ringes (2.3) mit der Ausformung (2.1) durch die Ausformung (2.1) hindurch erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das Verschweißen des Ringes (2.3) mit der Ausformung (2.1) stirnseitig an einer Endfläche der stationären Baugruppen (2) des Kleinmotors an der Berührungskante der beiden Bauteile (2.1, 2.3) erfolgt.