DE2156004B2 - Verfahren zur Herstellung von kappenartigen Lagerträgern für dynamoelektrische Maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahre!, zur Herstellung von Lagerträgern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, die kappenartigen Lagerträger aus Blech durch Pressen oder Tiefziehen herzustellen (GB-PS 10 95 986). Bei diesen bekannten Lagerträgern ist der Außenrand, der in der Bohrung in einer stirnseitigen Ausnehmung des Statorblechpaketes durch Einkleben befestigt wird, nicht besonders bearbeitet Zur axialen Festlegung des Lagerträgers gegenüber dem Stator sind an mehreren Stellen des Umfanges radial nach außen gerichtete Ausklinkungen vorgesehen, die gegen die Stirnseite der Statorendbleche anliegen. Diese Ausklinkungen lassen keine exakte axiale Lage der Lagerträger in Bezug auf den Stator und damit des Rotors in Bezug auf den Stator erwarten, ebensowenig wie die gleichzeitige Verwendung der radialen Zentrierfläche als Befestigungsflächen eine genaue Fluchtung des Rotors in Bezug auf die Statorbohrung ergibt. Diese Ungenauigkeiten schlagen sich in einer verminderten Motorleistung, hohen Wärmoverlusten und einem ungenauen und geräuschvollen Lauf des Motors nieder.

Es ist weiterhin ein zweiteiliger Lagerträger bekannt, dessen Teile aus einer gezogenen Blechkapsel gebildet werden, aus der der die Nabe für die Aufnahme des Rotorlagers bildende Ausschnitt herausgestanzt wird, um dann später um 90° versetzt wiederum an den verbliebenen Teil der Blechkapsel durch Schrauben befestigt zu werden (DE-AS 11 81 307). Dieser bekannte Lagerträger weist an seinem Außenrand, der in eine Nut des Gehäuses eingreift, zwar eine Zentrierfläche auf, diese Fläche dient aber gleichzeitig auch zur Befestigung. Nachdem außerdem der Lagerträger am Gehäuse und nicht am Stator befestigt sowie zweiteilig ausgebildet ist und die Befestigung der Teile aneinander durch eine Schraubenverbindung oder dgl, erfolgt, ist auch bei dieser bekannten Ausführung keine genau fluchtende Anordnung des Rotors in Bezug auf den Stator zu erreichen.

In ähnlicher Weise dient bei einem weiteren bekannten Lagerträger aus dünnem Blech (DE-OS

ίο 14 63 968) die Außenfläche des ringförmigen Randes gleichzeitig zur Zentrierung und Befestigung des Lagerträgers in auf den Polstern aufgespritzten Spulenkörpern und nicht am Stator selbst, so daß die gleichen Nachteile gegeben sind, wie bei den anderen bekannten Ausführungen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches und billiges Verfahren zur Herstellung von kappenartigen Lagerträgern aus Blechmaterial zu schaffen, mit dessen Hilfe es möglich ist ohne zusätzliche spanabhebende Bearbeitung eine genaue

Konzentrizität bzw. Parallelität der in Abhängigkeit

zueinanderstehenden Zentrier- bzw. Anlageflächen des

Lagerträgers zu erreichen. Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung

durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, die Anlage- und Zentrierflächen der durch Pressen oder Tiefziehen aus Blechmaterial vorgeformten Lagerträger in wenigen Stufen ohne weitere spanabhebende Nacharbeit und damit kostensparend selbst bei extrem kleinen Abmessungen mit sehr engen Toleranzen zu erzeugen, und zwar entweder nur in Bezug auf einige oder alle Rächen. Weiterhin werden von den Zentrier- und Anlageflächen getrennt ausgebildete Befestigungsflächen erzeugt, was den Vorteil mit sich bringt, daß kein Klebemitte! oder dgl. bei der Befestigung der Lagerträger am Stator in die Zentrier- und Anlageflächen eindringen kann, wodurch die Genauigkeit der Lagerung beeinf'ächtigt werden würde.

Damit wird eine genaue konzentrische und fluchtende Fixierung des Rotors in der Statorbohrung sowie ein optimaler Luftspalt zwischen Rotor und Stator erreicht, was sich in einem hohen Wirkungsgrad, geringen

Wärmeverlusten sowie einem ruhigen und sanften Lauf

des Motors niederschlägt. Dies ist bei Elektromotoren von größter Bedeutung.

Als Ausgangsmaterial für den Lagerträger kann

weiterhin vergleichsweise billiges Blech oder Blechstreifen aus Eisen oder Nichteisen-Werkstoffen, wie z. B. Aluminium, verwendet werden. Eine beachtenswerte Verbesserung der Eigenschaften des Materials der Lagerträger kann dadurch erreicht werden, daß während der Preßoperation eine plastische Verformung des Werkstoffes erfolgt. Der Mittelabschnitt des Lagerträgers kann im wesentlichen konisch ausgebildet werden — was im Hinblick auf eine Bearbeitung in einer automatischen Stufenpresse besonders vorteilhaft ist —, wodurch die für eine genaue Abstützung des Rotors gewünschte Starrheit des Lagerträgers erreicht werden kann.

Das Herstellungsverfahren nach der Erfindung macht es außerdem möglich, die Abmessungen der Lagerträger in einer Großserienproduktion bis zu einem Maße reproduzierbar zu machen, das bei einer konventionellen Fertigung, z. B. durch Drehen und/oder Schleifen oder Gießen, praktisch unmöglich ist. Dadurch werden

die Herstellkosten äußerst gering gehalten und gleichzeitig wird gewährleistet, daß bei der Serienmontage die Lagerträger beim Anbau an die Zentrier- und Anlagefläche des Stators eine genau festgelegte Lage erhalten.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemä-Qen Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachstehenden, auf die Zeichnungen bezugnehmenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für Lagerträger zu ersehen. Es zeigt

Fig. { einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiei eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Lagerträgers, is

F i g. 2 einen ähnlichen Längsschnitt durch eine etwas abgewandelte Konstruktion eines lagerträger und

Fig.3 in einem vergrößerten Maßstab einen Ausschnitt aus dem Lagerträger und seine Befestigung am Stator.

F i g. I ist ein Längsschnitt durch einen kappenartigen Lagerträger 1, der nach der Erfindung hergestellt ist und einen kegligen Mittelabschnitt 2 aufweist, dessev Rand 3 so ausgebildet ist, daß der Lagerträger 1 an einem Ende des Stators eines Elektromotors innerhalb der Wicklungsköpfe befestigt werden kann, während die am Innenrand angeordnete Nabe 4 das schematische dargestellte Rotorlager 5 aufnehmen kann. Der Lagerträger 1 ist an dem für die Befestigung vorgesehenen Außenrand mit einer Anlagefläche A' versehen,die parallel zur radialen Lagermittenebene A" verläuft Der zur Befestigung vorgesehene Außenrand 3 des Lagerträgers « ist außerdem mit einer Zentrierfläche 7 mit dem ""urchmesser D' versehen, die konzentrisch zu der oas Rotorlager 5 aufnehmenden Bohrung rnit dem Durchmesser £>"in der Nabe 4 ist Die Zentrierflächt 7 legt die Winkellage der Mittenebene A"(in Bezug auf die Mittelachse) fest. Damit sind alle Flächen bestimmt, die zueinander genau konzentrisch bzw. parallel liegen müssen, um nach dem Zusammenbau des mit (*?n Lagerträgern und den Rotorlagern versehenen Rotors mit dem Stator die genaue zentrische und fluchtende Fixierung des Rotors in der Statorbohrung mit einem optimalen Luftspalt zwischen Rotor und Stator zu gewährleisten.

Um Parallelität und genaue Konzentrizität zwischen den Anlage- und Zeritrierflächen zu erzeugen, wird, nachdem in einer vorhergehenden Arbeitsstufe (oder Schritt) eine Ronde aus einem Blechstreifen ausgestanzt und anschließend die Grundform des Lagerträgers erzeugt wurde, in einer ei,-ten Arbeitsstufe am großen Ende des Lagerträgers 1 ein Flansch 6 mit einer Anlagefläche A' parallel zur Lagermittenebene A" gebildet Dieser Flansch 6 kann wegen der Zipfelbildung beim Pressen an seiner Außenfläche nicht mit zufriedenstellender kundheit und Konzentrizität ausgebildet werden, so daß diese Fläche nicht ohne eine weitere Bearbeitung als Zentrierfläche verwendet werden kann. Deshalb wird in der nächsten Arbeitsstufe durch eine Stanz- oder Schneideoperation der Flansch 6 abgetrennt Das Stanzwerkzeug wird dabei koaxial in der Bohrung der Nabe 4 für die Aufnahme des Rotorlagers 5 geführt, so daß die Fläche 7 mit dem Durchmesser D' konzentrisch zur Bohrung der Nabe 4 mit dem Durchmesser D" und damit zur Mantelfläche des darin einzubauenden Rotorlagers 5 wird. In einer weiteren Arbeitsstufe wird der Lagerträger 1 zusätzlich zu den Anlage- und Zentrierflächen am Außenrand 3 mit den von diesen Flächen unabhängigen Befestigungsflächien 8 versehen.

F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Lagerträger t, der aus einem solchen Blechmaterial hergestellt ist, das die für ein Wälzlager erforderlichen Materialeigenschaften aufweist In diesem Falle ist die Nabe 4 des Lagerträgers 1 so ausgebildet, daß sie eine Laufbahn 9 für das Wälzlager aufweist Diese Laufbahn 9. — die während des Vorpressens erzeugt wird und welche unter Umständen einige weitere Bearbeitungsstufen erfordert besonders wenn hohe Anforderungen an das Lager gestellt werden — hat eine Mittenebene A", die parallel zur Anlagefläche A' am Außenrand 3 des Lagerträgers 1 verläuft Die Anlagefläche A' und die Zentrierfläche 7 mit dem Durchmesser D' ebenso wie die Befestigungsfläche 8 sind in der gleichen Weise hergestellt wie es beim Lagerträger nach F i g. 1 beschrieben ist Durch Pressen mit Mehrstufenwerkzeugen ist es möglich, die Laufbahn für das Lager und die Anlage- und Zentrierflächen sowie die Befestigung.Tflächen mit einer solchen Präzision herzustellen, daß die Bearbeitung einer der Rächen keinen negativen Einfluß auf die Genauigkeit der Bearbeitung der anderen Rächen hat

Fig.3 zeigt im Detail einen Ausschnitt aus der Befestigungsstelle des Lagerträgers 1 am Stator. Der Lagerträger 1 ist mit seinem Außenrand 3 an der zylindrischen Zentrierfläche 10 und der axialen Anlagefläche 11 eines am Stator eines Elektromotors angegossenen Ansatzes befestigt Der Außenrand 3 des Lagerträgers 1 ist während meiner Bearbeitung in der Mehrstufenpresse mit einem Ransch 6 — wie oben bei der Beschreibung von F i g. 1 näher ausgeführt — versehen, der in einer späteren Arbeitsstufe so weit weggestanzt wird, daß die Zentrierfläche 7 mit dem Durchmesser D' verbleibt Diese Zenlrierfläche 7 mit dem Durchmesser D' ist konzentrisch zur Bohrung der Nabe 4 mit dem Durchmesser D" für die Aufnahme des Rotorlagers 5. Durch die Anformung des Flansches 6 wurde die Anlagefläche A' erhalten, die parallel zur radialen Mittenebene A'des Rotorlagers 5 (siehe F i g. I oder 2) ist. Wenn beim Zusammenbau des Motors der Lagerträger 1 an die Zentrierfläche 10 bzw. an die Anlagefläche 11 des angegossenen Ansatzes angepreßt wird, wird Klebstoff oder eine Kunststoffmasse 12 auf die Befestigungsfläche 8 aufgetragen, wobei verhindert wird, daß der Klebstoff oder die Kunststoffmasse 12 zwischen die Zentrier- 7 und 10 und Anlageflächen A' und Il gelangt. Dies muß verhindert werden, weil sonst die Konzentrizität und die Parallelität beeinflußt werden. Aus Fig.3 ist weiterhin ersichtlich, daß der Lagerträger 1 beim Wegstanzen des Flansches 6 gleichzeitig mit besonderen Axialnuten 13 versehen werden kann. In diese Axialnuten 13 kann Klebstoffoder Kunststoffma-oe 12 einfließen, wodurch eine Verdrehsicherung bewirkt wird, ohne daß die Zentrier- und Anlägeflächen beeinflußt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Herstellung von kappenartigen, eine Nabe zur Aufnahme eines Rotorlagers und einen Außenrand zur zentrierten Befestigung am Statorkem aufweisenden Lagerträgern für dynamoelektrische Maschinen durch Pressen oder Tiefziehen aus Blechmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerträger in einer ersten Arbeitsstufe am Außenrand (3) zunächst mit einer Anlagefläche (A') parallel zu der Lagermittenebene (A") in der Nabe (4), in einer folgenden Arbeitsstufe mit einer Zentrierfläche (7) mit dem Durchmesser (D') konzentrisch zur Bohrung mit dem Durchmesser (D") für die Aufnahme des Rotorlagers (5) in der Nabe (4) und in einer weiteren Arbeitsstufe mit einer von diesen Flächen unabhängigen Befestigungsfläche (8) am Außenrand (3) versehen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dsLo die Anlagefläche (A') in einer Arbcitsstüfe durch Anfcrmcn eines Flansches (6} am Außenrand (3) des Lagerträgers (1) und die Zentrierfläche (7) mit dem Durchmesser (D') durch eine in einer darauffolgenden Arbeitsstufe durchgeführte Stanz- oder Schneideoperation erzeugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Stanz- oder Schneideoperation die Zentrierfläche (7) mit Nuten (13) zur Verdrehsicherung versehen wird.