DE19805844A1 - Elektromotor mit verrastetem Festlager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kleinmotor, bei dem das gehäusebodenseitige Wellenende des Elektromotors im Gehäuse gehalten sein soll und in einem Rollenkugellager gelagert sein soll.

Hierzu wurde bisher vorgeschlagen, den Innenring des Rollen­ lagers mit Preßsitz auf dem bodenseitigen Wellenende zu be­ festigen und anschließend den äußeren Lagerring des Rollen­ lagers ebenfalls mit Preßsitz in eine entsprechende Ausneh­ mung am Boden einzudrücken. Die Nachteile einer derartige Montageart bestehen im folgenden: Preßt man zuerst den äuße­ ren Lagerring in den Gehäuseboden ein und preßt dann die Welle in den inneren Lagerring, so ist im Gehäuseboden eine Öffnung notwendig, um auf den inneren Lagerring die entspre­ chende Gegenkraft ausüben zu können. Preßt man dagegen die Welle zuerst in den inneren Lagerring, so bereitet es Schwierigkeiten, den äußeren Lagerring in den Gehäuseboden einzupressen, da bei bestücktem Anker kein Raum für ein ein­ pressendes Werkzeug vorhanden ist. Weiterhin besitzen zwei Preßsitze an einem Lager den Nachteil, daß dieses leicht vorgeschädigt werden kann und zur Geräuschbildung neigt.

Die Erfindung geht daher aus von einem Elektromotor der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gattung. Auf­ gabe der Erfindung ist es, eine Lagerung des dem Gehäusebo­ den zugewandten Wellenendes des Ankers vorzuschlagen, die, ähnlich wie ein doppelter Preßsitz, die Welle in Wellen­ längsrichtung im Gehäuseboden festhält und dabei gleichwohl die oben aufgeführten Nachteile vermeidet.

Die Erfindung wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, zum Halten der Welle am Gehäuseboden nicht einen zweiten Preßsitz vorzuse­ hen, sondern das mit dem Wellenende fest verbundene Rollen­ lager mit dem Motorgehäuse zu verrasten.

Hierdurch wird erreicht, daß die Welle über die Rastverbin­ dung und das Lager in Axialrichtung gegenüber dem Gehäuse gesichert ist, ohne daß ein doppelter Preßsitz notwendig ist. Der innere Lagerring muß dabei nicht notwendigerweise mit der Motorwelle verpreßt sein, er kann auch geklebt sein oder in anderer Weise (z. B. Verstemmen, Verlöten oder ähnli­ ches) verbunden sein. In Weiterbildung der Erfindung emp­ fiehlt es sich allerdings gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 2, eine Reibverbindung, insbesondere einen Preßsitz vorzusehen.

Eine besonders einfache Rastverbindung ergibt sich aus den Merkmalen nach Anspruch 3. Danach wird ein Federelement mit dem Gehäuse fest verbunden, welches an der Einheit aus Welle und Kugellager angreift. Eine besonders einfache Konstruk­ tion erhält man hier die Rastmittel derart ausgestaltet sind, daß sie auf den zweiten Lagerring einwirken und diesen in Richtung Gehäuseboden ziehen. Dabei empfiehlt es sich besonders, daß gemäß Anspruch 45 die Rastmittel auf die Au­ ßenkante des äußeren Lagerrings einwirken, da hier gleich­ zeitig neben der axialen Rückholkraft eine zentrierende Kraft auf den äußeren Lagerring in radialer Richtung ausge­ übt wird. Um eine hinreichende Elastizität zu erzielen, emp­ fehlen sich in Weiterbildung der Erfindung die in Anspruch 5 aufgeführten Maßnahmen. Danach ist ein im wesentlichen ring­ förmiges Halteblech vorgesehen, aus dem vorspringende Feder­ arme herausgearbeitet sind, die auf den äußeren Lagerring einwirken. Um die hinreichende Elastizität oder Steifigkeit der Federn zu erreichen, werden die einzelnen Federn mit entsprechender Breite und Länge aus dem Blech herausgearbei­ tet.

Eine besonders einfache Befestigung des Bleches am Boden des Gehäuses zeigt die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6. Danach wird das ringförmige Blech mit dem Gehäuseboden vorzugsweise verstemmt. Es kann aber auch in anderer Form mit dem Gehäuse verbunden sein, etwa durch Eingießen, Ver­ nieten, Verkleben. Bei gegossenem Gehäuse können darüber hinaus die Federarme noch in das Gehäuseinnere ragend an das Gehäuse angegossen sein.

Durch die Erfindung ist weiterhin die Möglichkeit gegeben, die Merkmale nach Anspruch 7 einzuführen, d. h. im Bedarfs­ fall kann der Gehäuseboden des Motorgehäuses dichtgehalten werden, so daß sich der erfindungsgemäße Motor für eine gro­ ße Anzahl von Anwendungsgebieten insbesondere in Verbindung mit Flüssigkeitstechnik eignet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 ausschnittsweise das bodenseitige Ende eines Elek­ tromotors mit eingesetzter Ankerwelle;

Fig. 2 eine Frontansicht auf die Konstruktion nach Fig. 1 und

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 1.

Fig. 1 zeigt den Boden 2 eines Motorgehäuses 1, aus dem ein geschlossener Lagertopf 3 herausgeformt ist. An dem Boden ist durch Verstemmen oder eine andere Befestigungsart als Rastmittel 4 ein ringförmiges Blech befestigt, aus dem Fe­ derarme 5 herausgearbeitet sind, die über die Innenkontur 6 des ringförmigen Bleches 4 vorspringen. Der Innenbereich 7 des Bleches ist zum Boden 3 des Gehäuses 2 hin gewölbt, wo­ bei die Innenkontur 6 des ringförmigen Bleches 4 etwas klei­ ner ist als der Außendurchmesser des äußeren Lagerrings 8 des Rollenlagers 9. Das Rollenlager 9 ist als Kugellager ausgestaltet. Um den Federweg zu verlängern, sind auch die Federarme 5 entsprechend dem Innenbereich 7 des Blechrings 4 zum Gehäuseboden hin gewölbt ausgestaltet.

Bei der Montage der Ankerwelle wird als erstes der innere Lagerring 10 des Rollenlagers 9 auf das bodenseitige Ende der Lagerwelle 11 aufgepreßt. Danach oder davor wird das ringförmige Rastblech 4 mit dem Boden 2 des Motorgehäuses 1 vorzugsweise unlösbar verbunden. Bei dem vorliegenden Bei­ spiel ist das Blech durch Verstemmungen 12 mit dem Gehäuse 1 verbunden. Anschließend wird die Einheit aus Ankerwelle 11 und Rollenlager 9 gegen das Blech 4 gedrückt, wobei die Wöl­ bung in dem Innenbereich 7 als zentrierende Einlaufschräge wirkt. Der Innendurchmesser 6 des Rastblechs 4 ist größer als der Außendurchmesser des äußeren Lagerrings 8, so daß der Ring passiert werden kann. Dabei werden die Federarme 5 elastisch radial nach außen gebogen, so daß auch diese von der Außenfläche des äußeren Lagerrings 8 passiert werden können. Sobald die Außenkante 15 die Federarme 5 passiert hat, springen diese zurück und halten somit den Außenring 8 im Lagertopf 3 fest, der ansonsten gegenüber der inneren Mantelfläche 14 des Lagertopfs 3 nur einen Gleitsitz bzw. Schiebesitz aufweist. Der äußere Lagerring 8 und damit auch die Ankerwelle 11 ist somit elastisch in dem Lagertopf 3 gehalten. Die erfinderische Konstruktion kann im übrigen dazu ausgenutzt werden, die Ankerwelle 11 in deren Einbau­ richtung vorzuspannen, so daß die Federarme als Toleranzaus­ gleich in Axialrichtung wirken können. Hierdurch lassen sich Geräusche bekämpfen, die bei einer Axialbewegung der Welle in ihrem nicht dargestellten deckelseitigen Lager auftreten können. Hierzu ist es notwendig, daß im eingebauten Zustand die dem Gehäuseboden 3 zugewandte Stirnfläche 15 des äußeren Lagerrings nicht auf dem Boden aufsitzt, sondern hier ein Zwischenraum freibleibt, der ein Nachspannen der Welle 11 in Richtung zum Boden hin durch die Kraft der Federarme 5 er­ laubt. Besondere Vorteile bieten sich dadurch, daß die Rast­ arme 5 dreifach abgeknickt sind, wobei sie in ihrem ersten Abschnitt 16 aus der Ebene des Blechs 4 in den Gehäuseinnen­ raum ab gebogen und anschließend zweimal hintereinander zum Gebäudeboden 3 hin abgebogen sind. Fig. 3 zeigt insbesondere mehr ins Einzelne gehend die notwendige Bewegungsmöglichkeit der Feder. Der Innenbereich der Feder nimmt im entlasteten Zustand die Lage A ein, wird bei Durchtreten des äußeren Lagerrings bis in die Lage B hin ausgelenkt und nimmt nach dem Passieren des Lagerrings 8 die Lage C ein, bei der sie auf den Lagerring sowohl in Längsrichtung der Welle als auch in der Radialrichtung eine Kraft auf die umlaufende Kante 13 des äußeren Lagerrings ausübt.

Die Erfindung läßt sich somit kurz wie folgt beschreiben:
Die Erfindung ermöglicht die Realisierung eines Festlagers in einem Motorgehäuse, ausgebildet dadurch, daß:

• - auf die Motorwelle mit elektr. Teilen ein Kugellager aufgepreßt wird
• - in das Motorgehäuse eine Klemmbrille (Federstahl) einge­ setzt und verstemmt wird
• - die Rastnasen der Klemmbrille derart ausgebildet sind, daß beim Einsetzen des Ankers mit Kugellager diese radi­ al nach außen gedrückt werden und, nachdem das Kugel­ lager am Gehäuseboden anschlägt, nahezu wieder in ihre Ausgangslage zurückkehren
• - die verbleibende elastische Deformierung bewirkt axiale Haltekräfte auf das Kugellager.

Dabei ergeben sich folgende Vorteile:
Es wird Blindmontage möglich, d. h. der Anker wird komplett bestückt in Motorgehäuse eingesetzt;
es ist keine Öffnung am Gehäuseboden notwendig, z. B. wie für Abstützung Kugellager bei Realisierung von 2 Preßsitzen;
die Dichtheit des Gehäuses ist gewährleistet;
es gibt keine zwei Preßsitze am Kugellager, das heißt keine Geräusche und keine Vorschädigung des Kugellagers;
man erhält kurze Baulänge;
wenig Bauteile bei einfacher Montage.

Claims (7)

1. Elektromotor mit mindestens einem Rollenlager (9), ins­ besondere Kugellager, dessen der Motorwelle zugewandter erster Lagerring insbesondere innerer Lagerring mit der Welle fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit aus Rollenlager (9) und Motorwelle (10) über den zweiten (insbesondere äußeren) Lagerring mit dem Motorgehäuse (1) verrastet ist.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Lagerring (innerer Lagerring) mit der Wel­ le (10) über eine Reibverbindung insbesondere Preßsitz verbunden ist.

3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rastverbindung erste Rastmittel (4) aufweist, welche durch mindestens ein Federelement (5) besitzen sind, die mit dem die Welle aufnehmenden Gehäu­ se (1) fest verbunden sind.

4. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmittel (5) auf die umlaufende Außenkante (13) der dem Gehäuseinnenraum zu­ gewandten Stirnfläche des zweiten Lagerrings (8) ein­ wirken.

5. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmittel (5) auf dem inneren Umfang eines im wesentlichen ringförmigen Blechs (4) angeordnete Federarme (5) sind.

6. Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Blech (4) mit dem Gehäuseboden (3) unlösbar, vorzugsweise durch Verstemmen (12) verbunden ist.

7. Elektromotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseboden (3) mit dem Gehäusemantel des im wesentlichen zylinderförmigen Gehäuses einstückig und dicht, vorzugsweise in Form eines durchgehenden Blech­ teils oder Kunststoffteils verbunden ist.