DE19728801A1 - Motor-driven unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein motorangetriebenes Aggregat mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.The invention relates to a motor-driven unit with the Features of the preamble of claim 1.
Aufbau und Funktion derartiger Aggregate ist in mehrfacher Hinsicht problematisch. Für die Anwendung als Hydraulikaggre gat in Kraftfahrzeug-Bremsanlagen muß die Gesamtgröße des Ag gregates und dessen Gewicht bei uneingeschränkter Funktions sicherheit möglichst gering sein. Aus diesem Grunde sind be reits Aggregate vorgeschlagen worden, bei denen der Rotor des Elektromotors mit seiner Motorwelle in zwei Lagern abgestützt ist und ein abtriebsseitiges Wellenende als Pumpenexzenter frei auskragend in ein angetriebenes Element einer Hydraulik pumpe eingreift. Zwar ist mit dieser Bauweise die Einsparung eines exzenterseitigen Lagers verbunden, aber bei großer Be anspruchung ist das frei auskragende Wellenende nicht ausrei chend abgestützt. Dies führt u. a. zu einem erhöhten Betriebs geräusch und infolge dessen zu Komforteinbußen.The structure and function of such units is multiple Problematic. For use as a hydraulic unit gat in motor vehicle braking systems, the total size of the Ag gregates and their weight with unrestricted functionality security should be as low as possible. For this reason, be Units have already been proposed in which the rotor of the Electric motor with its motor shaft supported in two bearings and an output shaft end as a pump eccentric cantilevered into a driven element of a hydraulic system pump engages. With this design, there is a saving an eccentric bearing connected, but with large loading the freely projecting shaft end is not sufficient supported. This leads u. a. to an increased operating noise and consequent loss of comfort.
Mit der älteren, und nicht vorveröffentlichten Deutschen Pa tentanmeldung DE 197 06 124.9 wurde daher vorgeschlagen, die Motorwelle hohl auszuführen und mit Hilfe von zwei beabstande ten Gleitlagern auf einer mittigen Halteachse zu lagern. Die Halteachse lagert gleichzeitig auch den Pumpenexzenter, so daß die Motorwelle und der Pumpenexzenter bei sehr präziser Ferti gung und geringen Toleranzen optimal zueinander fluchten. Folglich werden Schwingungen und dadurch hervorgerufene Be triebsgeräusche wirkungsvoll unterbunden. Gute Maßhaltigkeit und geringe Toleranzen sind schon deshalb notwendig, weil an dernfalls, bei ungenauen Einbaulagen, die Kantenpressung der Gleitlager zu groß würde. Der Aufbau des Pumpenaggregates und insbesondere die Vorbereitung der Lagersitze und der Einbau der Lagerelemente mit geringen Toleranzen ist für den Großse rienbau zu aufwendig.With the older, and not pre-published German Pa tentanmeldung DE 197 06 124.9 was therefore proposed that Hollow motor shaft and using two spacings to store the sliding bearings on a central holding axis. The Holding axis also supports the pump eccentric, so that the motor shaft and the pump eccentric with very precise ferti optimally aligned with each other and low tolerances. As a result, vibrations and resulting Be drive noises effectively prevented. Good dimensional accuracy and small tolerances are necessary because of otherwise, in the case of imprecise installation positions, the edge pressure of the Would become too large. The construction of the pump unit and especially the preparation of the bearing seats and the installation the bearing elements with low tolerances is for the big one rienbau too expensive.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein motoran getriebenes Aggregat bereitzustellen, dessen Motorwelle auch bei größerer Beanspruchung ausreichend fest abgestützt ist und dennoch einfach und kostengünstig herstellbar ist.The object of the present invention is therefore a motor provide driven unit, whose motor shaft too is adequately supported in the case of greater stress and is still simple and inexpensive to manufacture.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa tentanspruches 1 gelöst. Weil die Motorwelle rohrförmig ist, fluchten die zugehörigen Lagerabschnitte der Motorwelle opti mal zueinander, ohne daß Einstellarbeiten notwendig wären. Ferner entfällt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent anspruches 1 die Vorbereitung von Lagersitzen bzw. das Ein pressen von Lagerelementen in entsprechende Lagersitze. Der bzw. die notwendigen Lagerabschnitte sind einstückig an der Motorwelle vorgesehen, so daß diese eine einteilige Baueinheit bildet, welche lediglich auf die Halteachse aufgefädelt werden muß. Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus Unteransprüchen zusammen mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, die ein moto rangetriebenes Aggregat im Schnitt längs der Motorwelle zeigt, näher beschrieben. This task is carried out with the characteristic features of Pa claim 1 solved. Because the motor shaft is tubular, align the associated bearing sections of the motor shaft opti times to each other, without adjustment work being necessary. Furthermore, the characterizing features of the patent are omitted Claim 1 the preparation of camp seats or the one press bearing elements into corresponding bearing seats. The or the necessary bearing sections are in one piece on the Motor shaft provided so that this is a one-piece unit forms, which are only threaded onto the holding axis got to. Further advantages of the invention result from subclaims along with the description and the drawing. The Invention is described below with reference to the drawing, which is a moto shows the driven unit in section along the motor shaft, described in more detail.
Ein motorangetriebenes Aggregat 1 umfaßt einen Elektromotor 2 mit einem auf mindestens einer Seite offenen Motorengehäuse 3, das beispielsweise topfförmig ist und auf einer pumpenabge wandten Seite einen Boden 4 aufweist. Innerhalb des Motoren gehäuses 3 befindet sich ein Rotor 5 mit einer hohlen Motor welle 6, welcher auf einer mittigen, drehfesten Halteachse 7 gelagert ist. Ganz generell dient der Elektromotor 2 zum An trieb eines hier nicht weiter interessierenden Pumpenexzenters 8 und verfügt weiterhin über folgende elektrische Bauelemente.A motor-driven unit 1 comprises an electric motor 2 with an open on at least one side motor housing 3 , which is, for example, pot-shaped and has a bottom 4 on a side facing pumpenge. Inside the motor housing 3 there is a rotor 5 with a hollow motor shaft 6 , which is mounted on a central, rotationally fixed holding axis 7 . In general, the electric motor 2 is used to drive a pump eccentric 8 which is of no further interest here and also has the following electrical components.
Auf der Motorwelle 6 befindet sich ein Blechpaket 9, auf dem elektrische Wicklungen 10 vorgesehen sind. Diese werden über einen drehfest mit der Motorwelle 6 verbundenen Kommutator 11 sowie über Kohlebürsten 12 mit elektrischem Strom versorgt. Jede Kohlebürste 12 beaufschlagt federnd den Kommutator 11 und ist bewegbar in einem Führungskanal 13 geführt, welcher sich an einer Bürstenhalteplatte 14 befindet. Es sind ferner noch elektrische Litzen oder ähnliche Bauelemente zur elektrischen Versorgung der Kohlebürsten 12 vorgesehen und werden auf ge eignete Art und Weise aus dem Motorengehäuse 3 herausgeführt. Es bleibt noch darauf hinzuweisen, daß die Bürstenhalteplatte 14 die offene Seite des Motorengehäuses 3 verschließt.On the motor shaft 6 there is a laminated core 9 on which electrical windings 10 are provided. These are supplied with electrical current via a commutator 11 which is connected to the motor shaft 6 in a rotationally fixed manner and via carbon brushes 12 . Each carbon brush 12 resiliently acts on the commutator 11 and is movably guided in a guide channel 13 which is located on a brush holding plate 14 . There are also electrical strands or similar components provided for the electrical supply of the carbon brushes 12 and are led out in a suitable manner from the motor housing 3 . It remains to be pointed out that the brush holding plate 14 closes the open side of the motor housing 3 .
Das motorangetriebene Aggregat 1 umfaßt darüber hinaus eine Arbeitsmaschine 20 in Form einer Hydraulikpumpe, welche ein Pumpengehäuse 21 mit zugehörigen Pumpenkolben 22, 23, die von dem Pumpenexzenter 8 angetrieben werden. Es können ferner in der Figur nicht gezeichnete Ventile und Strömungskanäle in dem Pumpengehäuse 21 vorgesehen sein, mit deren Hilfe eine Steue rung des durch die Pumpe hervorgerufenen Druckmittelstroms bewirkt wird. The motor-driven unit 1 also includes a working machine 20 in the form of a hydraulic pump, which has a pump housing 21 with associated pump pistons 22 , 23 , which are driven by the pump eccentric 8 . It can also be provided in the figure not shown valves and flow channels in the pump housing 21 , by means of which a control of the pressure medium flow caused by the pump is effected.
Nachstehend wird detailliert die Lagerung der Motorwelle 6 an ihrem motorgehäuseseitigen Wellenende 30 und dem abtriebssei tigen Wellenende 31 geschildert. An dem Wellenende 30 besitzt die Motorwelle 6 einen nach radial innen vorstehenden Lager abschnitt 32, welcher die Halteachse 7 umgreift. Der Lager abschnitt 32 läuft mit seiner Reibfläche 33 unmittelbar auf der Achsenoberfläche 34 und ist durch diese in radialer Rich tung geführt. Der Lagerabschnitt 32 ist einstückig an der Mo torwelle 6 vorgesehen, so daß sich die Montage eines separaten Lagerelementes erübrigt. Auch die Vorbereitung bzw. spanende Bearbeitung eines Lagersitzes ist überflüssig, weil die Her stellung mit einem nachstehend noch beschriebenen Sinterprozeß erfolgt.The storage of the motor shaft 6 on its motor housing-side shaft end 30 and the abtriebssei term shaft end 31 is described in detail below. At the shaft end 30 , the motor shaft 6 has a radially inwardly projecting bearing section 32 which engages around the holding axis 7 . The bearing section 32 runs with its friction surface 33 directly on the axis surface 34 and is guided by this in the radial direction Rich. The bearing section 32 is provided in one piece on the motor shaft 6 , so that the assembly of a separate bearing element is unnecessary. The preparation or machining of a bearing seat is superfluous, because the manufacture takes place with a sintering process described below.
An dem abtriebsseitigen Wellenende 31 ist, im Abstand zu dem Lagerabschnitt 32, ein zweiter Lagerabschnitt 35 vorgesehen, welcher in Hinblick auf seine Form und Maße im wesentlichen dem ersten Lagerabschnitt 32 entspricht. Der Lagerabschnitt 35 steht also genauso wie der erste Lagerabschnitt 32 nach radial innen in Richtung Halteachse 7 vor. Die beiden Lagerabschnitte 32, 35 sind mittels einem Rohrstück 36 miteinander verbunden und bilden dadurch ein einstückiges Doppellager. Dieses weist einen Außendurchmesser D auf und trägt darauf das drehfest auf der Motorwelle 6 befestigte Blechpaket 9. An der Außenseite des Wellenendes 30, und gemäß der Figur auch an dem Wellenende 31 ist ein Konus 37, 38 vorgesehen, welcher einen kleineren und in axialer Richtung äußeren Motorwellenaußendurchmesser d auf den größeren und axial inneren Motorwellenaußendurchmesser D im Bereich des Rohrstücks 36 überleitet. Der Konus 37 erleich tert das Aufpressen des Blechpaketes 9 auf den Außendurchmes ser D der Motorwelle 6. A second bearing section 35 is provided on the output-side shaft end 31 , at a distance from the bearing section 32 , which essentially corresponds to the first bearing section 32 with regard to its shape and dimensions. The bearing section 35 , just like the first bearing section 32, projects radially inward in the direction of the holding axis 7 . The two bearing sections 32 , 35 are connected to one another by means of a pipe section 36 and thereby form a one-piece double bearing. This has an outer diameter D and carries the laminated core 9 , which is non-rotatably attached to the motor shaft 6 . On the outside of the shaft end 30 , and according to the figure also on the shaft end 31 , a cone 37 , 38 is provided which transfers a smaller and axially outer motor shaft outer diameter d to the larger and axially inner motor shaft outer diameter D in the region of the pipe section 36 . The cone 37 facilitates the pressing of the laminated core 9 onto the outer diameter D of the motor shaft 6 .
An ihrem Wellenende 30 liegt die Motorwelle 6 in axialer Rich tung mit einer Stirnseite 39 unmittelbar oder mittelbar über eine Anlaufscheibe an dem Boden 4 des Motorengehäuses 3 an. Der Boden 4 ist mit einem, sich axial erstreckenden Napf 40 versehen, der die Halteachse umgibt und mit einer Einprägung 41 in eine Nut 42 der Halteachse 7 eingreift. Die Abstützung von in axialer Richtung auf die Motorwelle 6 einwirkenden Kräfte geschieht wie folgt. Die Motorwelle 6 drückt mit der Stirnseite auf eine zugeordnete Anlagefläche des Bodens 4 so daß die Kräfte auf das Motorengehäuse 3 einwirken. Weil der Napf 40 mit seiner Einprägung 41 in die Halteachse 7 ein greift, erfolgt eine formschlüssige Einleitung der Kräfte auf die Halteachse 7, die in dem Pumpengehäuse befestigt ist und aufgrund dessen die Kräfte in das Pumpengehäuse 21 einleitet. Die Halteachse 7 wirkt in einem solchen Fall quasi als Zugs tab. Alternativ oder zusätzlich zu dieser Abstützung ist auch an eine Verschraubung des Motorengehäuseflanschs an dem Pum pengehäuse 21 zu denken.At its shaft end 30 , the motor shaft 6 is in the axial direction with an end face 39 directly or indirectly via a thrust washer on the bottom 4 of the motor housing 3 . The bottom 4 is provided with an axially extending cup 40 which surrounds the holding axis and engages with an indentation 41 in a groove 42 in the holding axis 7 . The forces acting in the axial direction on the motor shaft 6 are supported as follows. The end of the motor shaft 6 presses on an associated contact surface of the base 4 so that the forces act on the motor housing 3 . Because the cup 40 engages with its indentation 41 in the holding axis 7 , there is a positive introduction of the forces onto the holding axis 7 , which is fastened in the pump housing and as a result of which the forces are introduced into the pump housing 21 . In such a case, the holding axis 7 acts as a train tab. Alternatively or in addition to this support, a screw connection of the motor housing flange to the pump housing 21 is also to be considered.
Die Figur zeigt ferner noch, daß die Motorwelle 6 mit einem Mitnehmerelement 50, nämlich einem Nocken 51, welcher über eine Stirnseite 43 übersteht, in eine durchgehende Nut 52 des ringförmigen Pumpenexzenters 8 formschlüssig eingreift. Durch diese Maßnahme ist eine drehfeste Mitnahme des Pumpenexzenters 8 gewährleistet. Die Motorwelle erfüllt also gleichzeitig eine Lagerungsfunktion in axialer und radialer Richtung wie auch eine Drehmomentenübertragungsfunktion. Alternativ zu dem Nocken ist eine Axialverzahnung oder eine Rändelung denkbar, die in eine zugeordnete Verzahnung beziehungsweise Rändelung des Pumpenexzenters 8 eingreift.The figure also shows that the motor shaft 6 engages with a driver element 50 , namely a cam 51 , which protrudes over an end face 43 , in a continuous groove 52 of the annular pump eccentric 8 . This measure ensures that the pump eccentric 8 is entrained to rotate. The motor shaft thus fulfills a bearing function in the axial and radial directions as well as a torque transmission function. As an alternative to the cam, axial toothing or knurling is conceivable, which engages in an associated toothing or knurling of the pump eccentric 8 .
Die Herstellung der Motorwelle 6 erfolgt in besonders einfa cher Weise durch Sintern. Dabei wird ein pulverförmiges Granu lat zunächst unter hohem Druck mit hoher Reproduktionsgüte gepreßt und sodann bei hoher Temperatur geglüht. Diese Ferti gungsmethode erlaubt es, die Motorwelle 6 zusammen mit den Lagerabschnitten 32, 35 und dem Mitnehmerelement 50 einstückig in einem Arbeitsgang und zwar ohne spanende Bearbeitung der Motorwelle 6 präzise herzustellen. Ein weiteres Merkmal dieser Bauweise ist, daß Schmiermitteltaschen in den Lagerkörper ein gebracht werden können. Es sind zwei Arten von Schmiermittel taschen denkbar, welche einzeln oder in Kombination vorgesehen sein können. Einerseits sind Schmiermitteltaschen infolge ei ner mikroporösen Reibfläche 33 denkbar. Dabei weist die Reib fläche Kavitäten im Mikrobereich auf, welche als Reservoir für Schmierstoff dienen. Andererseits ist es denkbar, jede Reib fläche 33 mit makroskopischen Schmierstofftaschen zu versehen, welche sich längs der Halteachse 7 erstrecken. Grundsätzlich sind diese Schmierstofftaschen gerade, also parallel zu einer Symmetrieachse der Halteachse 7 angeordnet. Eine besonders vorteilhafte Schmierung wird mit Schmierstofftaschen erreicht, welche die Halteachse 7 wendelförmig umgreifen.The motor shaft 6 is produced in a particularly simple manner by sintering. Here, a powdered granulate is first pressed under high pressure with a high quality of reproduction and then annealed at a high temperature. This manufac turing method allows the motor shaft 6 together with the bearing sections 32 , 35 and the driver element 50 to be produced in one piece in one operation, and precisely without machining the motor shaft 6 . Another feature of this design is that lubricant pockets can be brought into the bearing body. There are two types of lubricant bags possible, which can be provided individually or in combination. On the one hand, lubricant pockets due to egg ner microporous friction surface 33 are conceivable. The friction surface has cavities in the micro range, which serve as a reservoir for lubricant. On the other hand, it is conceivable to provide each friction surface 33 with macroscopic lubricant pockets, which extend along the holding axis 7 . Basically, these lubricant pockets are straight, that is to say arranged parallel to an axis of symmetry of the holding axis 7 . A particularly advantageous lubrication is achieved with lubricant pockets which helically encompass the holding axis 7 .
Die Montage des Aggregates stimmt im wesentlichen mit der Mon tage gemäß der älteren Anmeldung DE 197 06 124.9 überein. Also wird in einem ersten Arbeitsgang die Halteachse 7 in dem Pum pengehäuse 21 befestigt, vorzugsweise eingeschraubt. Sodann wird der Pumpenexzenter 8 auf die Halteachse 7 aufgefädelt. Nachdem die Bürstenhalteplatte 14 an das Pumpengehäuse 21 an gelegt worden ist, wird die Motorwelle 6 zusammen mit dem Ro tor 5 aufgefädelt, wobei grundsätzlich bekannte Maßnahmen da für sorgen, daß die Kohlebürsten 12 kontrolliert auf den Kom mutator aufgesetzt werden. Schließlich erfolgt das Auffädeln des Motorengehäuses 3 auf die Halteachse 7 und das Verstemmen der Einprägung 41 im Bereich des Napfes 40. Ein wesentliches Montagemerkmal ist also, daß quasi alle wesentlichen Motorbau elemente von einer einzigen Seite auf die Halteachse 7 aufge fädelt werden.The assembly of the unit essentially coincides with the days according to the earlier application DE 197 06 124.9. So in a first step, the holding axis 7 is fixed in the pump housing 21 , preferably screwed in. The pump eccentric 8 is then threaded onto the holding axis 7 . After the brush holder plate 14 has been placed on the pump housing 21 , the motor shaft 6 is threaded together with the ro tor 5 , whereby basically known measures ensure that the carbon brushes 12 are placed on the mutator in a controlled manner. Finally, the motor housing 3 is threaded onto the holding axis 7 and the indentation 41 is caulked in the region of the cup 40 . An essential assembly feature is that virtually all essential engine building elements are threaded from a single side onto the support axis 7 .
Claims (9)
- - Die Motorwelle (6) ist rohrförmig und auf einer mittigen Halteachse (7) gelagert;
- - die Motorwelle (6) weist ein abtriebsseitiges und ein motorgehäuseseitiges Wellenende (30, 31) auf,
- - an dem motorgehäuseseitigen Wellenende (30) ist ein nach radial innen vorstehender Lagerabschnitt (32) vorgese hen,
- - der Lagerabschnitt (32) umgreift die Halteachse (7) zu mindest teilweise und
- - ist einstückig an der Motorwelle (6) vorgesehen.
- - The motor shaft ( 6 ) is tubular and mounted on a central holding axis ( 7 );
- - The motor shaft ( 6 ) has an output-side and a motor-housing-side shaft end ( 30 , 31 ),
- - On the motor housing side shaft end ( 30 ) is a radially inwardly projecting bearing section ( 32 ) hen hen,
- - The bearing section ( 32 ) engages around the holding axis ( 7 ) at least partially and
- - Is provided in one piece on the motor shaft ( 6 ).
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8130 | Withdrawal |