DE1207482B

DE1207482B - Geraeuscharmer Elektrokleinmotor mit kugelgelagerter Welle

Info

Publication number: DE1207482B
Application number: DEW37263A
Authority: DE
Inventors: Rolf Wagner
Original assignee: ELEKTROTECHNIK GES MIT BESCHRA; MICHAEL WINTER FABRIK fur FEI
Current assignee: ELEKTROTECHNIK GES MIT BESCHRA; MICHAEL WINTER FABRIK fur FEI
Priority date: 1964-07-28
Filing date: 1964-07-28
Publication date: 1965-12-23

Description

Geräuschanner Elektrokleinmotor mit kugelgelagerter Welle # Die Erfindung betrifft einen geräuscharmen Elektrokleinmotor mit kugelgelagerter Welle, bei dem der Außenring zumindest eines Kugellagers mit Schiebesitz in die zugeordnete Bohrung des Lagerschildes oder -bügels eingefügt ist und in Achsrichtung unter der Wirkung einer Feder steht.
Lagerungen, bei denen der Außenring des zugeordneten Kugellagers in der Achsrichtung unter der Wirkung einer Feder steht, sind an sich zu den unterschiedlichsten Zwecken schon verwendet worden. So ist z. B. eine Fahrradlichtmaschine bekannt, bei der die Rotorwelle fliegend in zwei benachbarten Schulterrollenlagern gelagert ist, die konische Außenringe aufweisen, welche durch eine dazwischen angeordnete Spiralfeder in entgegengesetzte Richtungen auseinandergedrückt werden. Diese Lagerung ist speziell auf die sehr schweren, seitlich wirkenden Belastungen einer Fahrraddynamowelle ausgerichtet und im übrigen schon wegen der verhältnismäßig großen axialen Baulänge, die durch die Spiralfeder bedingt ist, nicht für andere Zwecke ohne weiteres geeignet. Auch wurde schon bei einem Signalgeber, der grundsätzlich nach Art eines Generators aufgebaut ist, im Bereich eines Kugellagers eine gewölbte Scheibenfeder angeordnet, die sich gegen den Schleifringkörper des Generators abstützt und dazu dient, einen auf die Generatorwelle etwa ausgeübten Axialschub aufzunehmen. Diese Feder, die als reine Stützfeder dient, ist im übrigen im Inneren des Gehäues angeordnet; sie wirkt nicht auf den Außenring des zugeordneten Kugellagers ein, mit dem sie keine Berührung hat. Schließlich wurde bei einem Elektrokleimnotor, der mit selbstschmierenden Gleitlagern ausgerüstet ist, schon eine Feder vorgesehen, um den die Sintermetallagerbüchse umschließenden ölgetränkten Filzring elastisch in der Sackbohrung des Lagerschildes zu halten. Dieser Motor kann daneben auf seiner Welle noch zwei weitere Spiralfedern tragen, die sich an den Lagerbüchsen abstützen und die den Rotor mittig zentrieren, so daß ein Anlaufen der Stirnflächen der Welle an den zugeerdneten Lagerabdeckungen verhütet wird.
Bei Elektrokleinmotoren ist es weiterhin bekannt, zur Erzielung eines geräuscharmen Laufes den Außenring eines Kugellagers mit Schiebesitz in die Bohrung einzufügen und ihm eine Wellfeder zuzuordnen, die gegen die nach außen weisende Stirnfläche des Kugellageraußenringes anliegt. Bei der Montage des Lagerschildes oder -bügels wird diese Wellfeder um einen bestimmten Betrag zusammengedrückt, so daß der Kugellageraußenring unter Federspannung steht und eine gewisse axiale Beweglichkeit aufweist.
Die Schwierigkeit liegt hierbei darin, daß infolge der sich summierenden Toleranzen der Bauteile, wie Läufer, Lagerschilder, Gehäuse usw., der für die Wellfeder zur Verfügung stehende Raum, der das Maß ihrer Vorspannung. bestimmt, unterschiedlich ausfallen kann. Um einen einwandfreien Sitz des Lagers zu erzielen, müssen diese Toleranzen gegebenenfalls durch Einfügen von Zwischenlagen ausgeglichen werden, was sehr zeitraubend ist, wobei noch hinzukommt, daß das Ergebnis weitgehend von dem Gefühl des Monteurs abhängt. Wird die von der Feder ausgeübte Druckwirkung zu hoch eingestellt, so verliert der Kleinmotor wesentlich an Leistung, weil eine erhebliche Lagerreibung auftritt, die obendrein eine entsprechende Lagererwärmung zur Folge hat. Wird andererseits die Druckwirkung zu niedrig bemessen, so ist die Erzielung eines geräuscharmen Laufes in Frage gestellt, da der Kugellageraußenring Flatterbewegungen ausführen kann. Daneben ist bei dieser Konstruktion ein besonderes Festlager vorzusehen, das in beiden Achsrichtungen im Lagerschild oder -bügel zu fixieren ist und einen fertigungstechnischen Aufwand bedeutet, wenn nicht in Kauf genommen werden soll, daß der Läufer in der Achsrichtung um den Betrag des Federspieles verschiebbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, hier abzuhelfen und einen Kleinmotor zu schaffen, der eine einfache und betriebssichere Lagerung aufweist, die nicht mit den erwähnten Nachteilen behaftet ist.
Zu diesem Zweck liegt bei dem Elektrokleinmotor gemäß der Erfindung an der nach außen weisenden Stirnfläche des im Schiebesitz in die zugeordnete Bohrung eingefügten Kugellageraußenringes eine zumindest drei axiale Aufwölbungen oder Wellen aufweisende Wellfeder an, auf die eine mit radial verlaufenden und in der Achsrichtung vorspringenden Vorsprüngen versehene Druckplatte drückt, die ihrerseits gegen ein Widerlager anliegt; der Außenring des anderen Kugellagers ist dabei im Haftsitz in die zugeordnete Bohrung eingefügt, wobei zumindest eine der Bohrungen glatt durchgehend ausgebildet ist und einen von außen eingepreßten und das Kugellager oder die Druckplatte abstützenden Zakkenring enthält.
Darüber hinaus ist es auch möglich, beide Bohrungen durchgehend auszubilden und mit von außen eingepreßten Zackepringen zu versehen. Die Wellfeder bewirkt ein federndes Anstellen des im Schiebesitz eingefügten Kugellageraußenringes. Die Vorsprünge der Druckplatte, die entsprechend den Aufwölbungen oder Wellen der anliegenden Wellfeder radial verteilt sind und eine die axiale Breite der eingespannten Wellfeder übersteigende Höhe aufweisen, liegen an der Wellfeder an, wenn das Lager fertig eingebaut ist. Ihre Höhe bedingt das Maß der von der Wellfeder ausgeübten Druckkraft. Demgemäß braucht bei der Montage lediglich darauf geachtet zu werden, daß die von außen in die durchgehende Bohrung eingefügte Zackenscheibe, die sich gegen die glatte Bohrungsinnenwand verspreizt, so weit eingepreßt wird, daß die Vorsprünge der Druckscheibe fest gegen die Wellfeder anliegen und diese gegen den Kugellageraußenring drücken. Dadurch ist gewährleistet, daß unabhängig von den Fertigungstoleranzen immer die gleichen Spannungsverhältnisse bezüglich der beiden Kugellager herrschen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Elektrokleinmotor gemäß der Erfindung im axialen Schnitt, teilweise im Ausschnitt, und F i g. 2 das Wellenlager auf der Abtriebsseite des Motors nach F i g. 1 in einer Einzeldarstellung im axialen Schnitt.
An dem Motorgehäuse 1 sind beidseitig zwei Lagerschilde 2 und 3 befestigt, in denen Kugellager 4 und 5 angeordnet sind, in denen die Läuferwelle 6 gelagert ist.
Der Außenring 7 des Kugellagers 5 in dem Lagerschild 3 ist im Haftsitz in die zugeordnete Bohrung 8 eingefügt, die durchgehend mit glatter Innenwandung ausgebildet ist. Im Gegensatz hierzu ist der Außenring 9 des anderen Kugellagers 4 im Schiebesitz in die zugeordnete Bohrung 10 eingefügt, so daß er eine gewisse axiale Beweglichkeit aufweist.
An der nach außen weisenden Stirnseite des Kugellageraußenringes 9 ist eine vorzugsweise aus Messing bestehende Abdeckplatte 11 angeordnet, an der eine Wellfeder 12 anliegt, die zumindest drei Aufwölbungen oder Wellen aufweist (F i g. 2). Auf die Wellfeder 12 drückt eine Druckscheibe 13, die auch als Druckplatte bezeichnet werden kann und radial verlaufende, in der Achsrichtung heraustretende Vorsprünge aufweist, von denen einer bei 14 angedeutet ist. Die Vorsprünge 14 sind radial entsprechend den Aufwölbungen oder Wellen der anliegenden Wellfeder 13 verteilt; die Höhe dieser Vorsprünge übersteigt die axiale Breite der ungespannten Wellfeder 12 um ein bestimmtes Maß, das die Größe der zu erzielenden Vorspannung festlegt. Die Druckplatte 14 liegt ihrerseits gegen ein Widerlager an, das in dem dargestellten Falle aus einer in die Bohrung 10 eingefügten Zackenscheibe 15 besteht. Die Zakkenscheibe 15, die vorgesehen wird, wenn die Bohrung 10, wie bei 16 gestrichelt angedeutet, durchgehend ausgebildet ist, kann auch durch den Flansch 17 des Lagerschildes 2 ersetzt werden.
Beim Zusammenbau des Motors werden die Lagerschilde mit den eingefügten Lagern und den zugeordneten obenerwähnten Teilen zusammengefügt. Hierauf wird die Welle 6 zusammen mit dem Kugellager 5 bzw. dessen Außenring 7 so weit nach links gedrückt (F i g. 1), bis die Vorsprünge 14 der Druckplatte 13 fest an der Wellfeder 12 anliegen und diese in der aus F i g. 2 ersichtlichen Weise gegen den Kugellageraußenring 9 bzw. die an diesem anliegende Abdeckplatte 11 drücken. Der Kugellageraußenring 7 wird hierauf in dieser Stellung durch einen in die Bohrung 8 eingepreßten Zackenring 18 festgelegt. Um ein sicheres Festsitzen dieses von außen eingefügten Zackenringes 18 zu gewährleisten, kann in dem aus Aluminium bestehenden Lagerschild 3 eine aus anderem Material, beispielsweise Stahl, bestehende Hülse 19 angeordnet sein.
Da der Zackenring 18 lediglich so fest eingepreßt zu werden braucht bis die Vorsprünge 14 der Druckplatte 13 in der erwähnten Weise fest an der Wellfeder 12 anliegen und andererseits die Höhe dieser Vorsprünge die Größe der Vorspannung der Wellfeder 12 festlegt, ist eine stets gleiche Federwirkung auf den Kugellageraußenring 9 gewährleistet, und zwar unabhängig von den Toleranzen der Lagerschilde und des Gehäuses.
Selbstverständlich ist es möglich, die Wellfeder 12 auch zwischen der an dem Kugellageraußenring anliegenden Druckplatte und dein zugeordneten Widerlager bzw. einer an diesem anliegenden Abdeckscheibe anzuordnen. Auch kann das »Loslager«, d. h. das Kugellager, mit im Schiebesitz angeordnetem Außenring auf der entgegengesetzten Seite, wie in der Zeichnung dargestellt, vorgesehen werden.
Schließlich sind noch Fälle denkbar, bei denen es zweckmäßig erscheinen kann, beide Lager in dem erwähnten Sinne mit Wellfedern zusammenzufügen.

Claims

Patentansprüche-1. Geräuscharmer Elektrokleinmotor mit kugelgelagerter Welle, bei dem der Außenring zumindest eines Kugellagers mit Schiebesitz in die zugeordnete Bohrung des Lagerschildes oder -bügels eingefügt ist und in Achsrichtung unter der Wirkung einer Feder steht, d a d u r c h g e - kennzeichnet, daß an der nach außen weisenden Stirnfläche des im Schiebesitz in die zugeordnete Bohrung eingefügten Kugellageraußenringes eine zumindest drei axiale Aufwölbungen oder Wellen aufweisende Wellfeder anliegt, auf die eine mit radial verlaufenden und in der Achsrichtung vorspringenden Vorsprüngen versehene Druckplatte drückt, die ihrerseits gegen ein Widerlager anliegt, und derAußenring des anderen Kugellagers im Haftsitz in die zugeordnete Bohrung eingefügt ist und zumindest eine der Bohrungen glatt durchgehend ausgebildet ist und einen von außen eingepreßten und das Kugellager oder die Druckplatte abstützenden Zackenring enthält.
2. Elektfokleinmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Bohrungen durchgegehend ausgebildet sind und von außen eingepreßte Zackrnringe enthalten. 3. Elektrokleimnotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge der Druckplatte radial entsprechend den Wellen der anliegenden Wellfeder verteilt sind und eine die axiale Breite der ungespannten Wellfeder übersteigende Höhe aufweisen. 4. Elektrokleinmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellfeder zwischen der Druckplatte und einer an dem Kugellageraußenring anliegenden Abdeckplatte liegt. 5. Elektrokleinmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellfeder zwischen der an dem Kugellageraußenring anliegenden Druckplatte und dem Widerlager bzw. einer an diesem anliegenden Abdeckscheibe angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 682 200; USA.-Patentschriften Nr. 2 794 133, 3 002 794.