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"verfahren und Yorrichtun6 zum Herstellen eines Elektromotors und
damit hergestellter Elektromotor': Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen
eines einen Rotor, ein Gehäuse, einen Lagerschild und einen Stator mit Wicklung
aufweisenden Elektromotors, insbesondere eines Eurzschlußläufermotors, und eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie einen damit hergestellten Elektromotor.
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Ein Kurzschlußläufermotor hat einen Gehäusemantel zur Aufnahme der
Wicklung und beidseitig des Gehäusemanteis angeordnete Lagerschilde, die mit dem
Zylindermantel mittels Schrauben, insbesondere diesen ganz durchsetzenden Zugankern,
verbunden sind. Ein solches Motorgehäuse ist wegen der notwendigen mechanischen-Bearbeitung
und der einzuhaltenden engen Toleranzen bei den auftretenden Passungen aufwendig
in seiner Herstellung.
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Außerdem müssen die Wicklung und die Schalt- und Anschlußlitzen bandagiert,
dressiert und isoliert werden.
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Bei einem Spaltrohrmotor für den Antrieb von Wasserpumpen ist
zwischen
dem Stator mit Statorwicklung und dem Läufer ein Spaltrohr eingeschaltet, welches
zum Abdichten des den Stator mit Statorwicklung aufnehmenden Raumes von dem Flüssigkeit
enthaltenden Rotorraum dient. Zur besseren Entwicklung ist schon der die Statorwicklung
aufnehmende Raum zwischen dem Mantelgehuse und dem Spaltrohr mit einem Gießharz
ausgegossen worden. Hierzu müssen jedoch die Statorwicklung und ihm An schlüsse
genau so behandelt werden, wie wenn dieser Raum nur Luft enthalten würde, also bandagiert,
dressiert und isoliert werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung
von Elektromotoren unter Verzicht eines besonderen Gehäusemantels und einer besonderen
Behandlung der Statorwicklung wesentlich zu vereinfachen und stark zu verbilligen.
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Diese Aufgabe wird erfindungegemäß dadurch gelöst, deß der Stator
mit aener fricrlung in vorbestimmter Lage in eine Gehåuseform eingesetzt und der
mindestens eine Gießöffnung aufweisende Lagerschild auf die mindestens die Gehäußeaußenseite
des Gehäusekörpers bestimmende Gehäuseform aufgesetzt wird, daß der zwischen dem
Lagerschild und der Gehäuseform vorhandene Hohlraum mittels eines gieß- oder spritzfähigen,
elektrisch isolierenden Kunststoffes zur Herstellung einer Baueinheit aus Lagerschild,
Stator mit Statorwicklung und Gehäuse ausgegossen wird und daß ein Rotor in die
Baueinheit eingesetzt wird. Die Gießmasse bildet hier selbst das Gehäuse, so daß
ein besonderer Gehäusemantel entfällt, wodurch die Anzahl der miteinander zu verbindenden
Teile geringer wird und dadurch gegenüber dem bekannten Elektromotor auch eine Anzahl
Passungen entfällt. Wegen der elektrischen Isolationsfähigkeit des Kunststoffes
müssen die Wicklungen sowie die Schalt- und Anschlußlitzen außen nicht mehr bandagiert,
dressiert und isoliert werden. Die Lager für den Elektromotor sind mit der erforderlichen
Genauigkeit einzubauen, so daß sie ausreichend fluchten. Das Gehäuse kann Drehmomente
und Kräfte übertragen,
da die entsprechenden Teile des Elektromotors
mit der erforderlichen Festigkeit miteinander verbunden sind. Wegen der schalldämmenden
Wirkung des Kunststoffes ergibt sich ein geräuscharmer Lauf des Motors. Der kompakte
Kunststoffblock bietet die erforderliche Dichtigkeit bei Wasserpumpenmotoren.
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Der Lagerschild kann aus beliebigem Werkstoff bestehen und wird insbesondere
aus Kunststoff hergestellt. Es ist nur ein Lagerschild erforderlich, da der andere
Lagerschild durch einen in das Gehäuse einsetzbaren Lagerkörper ersetzt wird.
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Eine Weiterbildung des Verfahrens zum Herstellen eines Elektromotors
mit einem den Stator mit Statorwicklung tragenden Spaltrohr ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Stator mit Statorwicklung auf das Spaltrohr aufgezogen und das mit dem Stator
mit Statorwicklung versehene Spaltrohr vor dem Auf setzen des Lagerschildes auf
die Gehäuseform in diese Form an seinem vom Legerschild abgewandten Ende dicht eingesetzt
wird, daß der Lagerschild auf das vom Boden der Gehäuseform abgewandte Ende des
Spaltrohres dicht aufgesetzt wird und daß von der vom Lagerschild abgewandten Seite
der Rotor mit seiner Welle in ein Lager im Lagerschild mit Lagerspiel eingreifend
in das Spaltrohr eingesetzt wird und ein anderes die Motorwelle mit Spiel lagerndes
Lager mit Preßpassung in das Spaltrohr eingebracht und dieses Spaltrohr an seinem
vom Lagerschild abgewandten Ende zur Sicherung des Lagers eingebördelt wird. Der
Stator mit Statorwicklung kann schon vorher auf das Spaltrohr mit Preßsitz aufgezogen
werden, so daß er nicht unmittelbar auf die Gehäuseform aufgesetzt werden muß. Schon
vor dem Gießen des Gehäuses ergibt sich dadurch eine Verbindung zwischen dem Lagerschild
und dem Stator.
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Binde Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet
durch eine topfartige Gehäuseform mit einem Kern, welcher einen Zapfen und eine
Schulter zur Aufnahme des Lagerschildes aufweist und welcher im Bereich seines Grundes
zur Gestaltung einer Aufnahmestelle für ein im Gehäuse unterzubringendes
Lager
ausgebildet ist. Die Gießform ist einfach ausgebildet und in einfacher Weise zu
handhaben.
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Mit Hilfe der Vorrichtung und unter Verwendung des Verfahrens ist
ein Elektromotor mit einem Gehäuse zur Aufnahme eines Stators mit Statorwicklung
und mit einem Lagerschild herstellbar, bei dem das Gehäuse aus einem ein massives
Stück bildenden, abgebundenen Gießharz besteht, in welches der Stator mit Statorwicklung
und Wicklungsanschlüsse voll eingebettet sind und welches mit dem Lagerschild ein
Stück bildend fest verbunden ist, und bei dem im Gehäuse auf der vom Lagerschild
abgewandten Seite eine Ausnehmung zur Aufnahme eines zum Lagerschild koaxial angeordneten
Lagers vorgesehen ist.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen,
der Beschreibung und der Zeichnung. In dieser ist -ein Ausführungabeispiel des Gegenstandes
der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch
einen Kurzschlußläufermotor, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Gehäuseherstellungsform.
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Der Kurzschlußläufermotor nach Fig. -1 hat einen insbesondere aus
Kunststoff bestehenden Lagerschild 1, der einen mit Befestigungslöchern 2 versehenen
Ringbund 3 aufweist, welcher zum Anbringen eines nicht dargestellten Pumpengehäuses
dient, wozu eine Ringschulter 4 vorgesehen ist. In den Lagerschild 1 ist ein insbesondere
aus Kohle bestehendes Gleitlager 5 eingesetzt, das zum Lagern einer das Lager durchsetzenden
Motorwelle 6 dient.
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Koaxial zum Gleitlager 5 ist auf der dem nicht dargestellten Pumpengehäuse
zugewandten Seite ein Sinterring 7 zum Filtern von Flüssigkeit vorgesehen. Zwischen
dem Gleitlager 5 und dem Lagerschild 1 befindet sich mindestens ein Kanal 8, der
über den Sinterring 7 den ein nicht dargestelltes Pumpenrad aufnehmenden Raum mit
einem einen auf der Motorwelle 6 befestigten Rotor 9'aufnehmenden Raum verbindet.
Der Lagerschild 1 hat mindestens eine Gießöffnung 10.
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An dem das Gleitlager 5 umgebenden Teil des Lagerschildes 1 ist auf
dem Außenumfang eine Ringnut 11 und auf der dem Rotor 9 zugewandten Stirnseite eine
zusätzliche Ringnut vorgesehen, die zur Aufnahme eines Dichtringes 12 dient. In
die den Dichtring 12 aufnehmende Ringnut greift ein Ende eines Spaltrohres 13 vorzugsweise
mit radialem Spiel ein, dessen dem Lagerschild 1 benachbartes Ende von einer rohrstückartigen
Verlängerung des Lagerschildes-1 vorzugsweise mit Abstand umgeben ist, in welcher
sich eine Reihe von durchgehenden Löchern 14a befindet. Es ist auch möglich, das
Spaltrohr 13 in den Lagerschild durch einen Spritzvorgang derart einzubetten, daß
beide ein Stück bilden, wobei der Dichtring 12 eingespart werden kann-.
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Das Spaltrohr 13 trägt einen darauf aufgepreßten Stator 15 mit Wicklung.
Eine Isolierung der Wicklung gegenüber dem Lagerschild 1 ist nur dann erforderlich,
wenn dieser aus einem elektrisch leitenden Werkstoff besteht. Am vom Lagerschild
1 abgewandten Ende des Spaltrohres 15 ist ein Lagerkörper f6 eingesetzt, der ein
die Motorwelle 6 lagerndes Lager 17 aus Kohle aufnimmt.
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Der Lagerkörper 16 ist in das Spaltrohr 13 satt eingesetzt und von
diesem durch ein eingebördeltes Ende 18 gehalten.
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In ein im Bereich des Lagers 17 befindliches Innengewinde im Lagerkörper
16 ist ein insbesondere aus Kunststoff bestehender Deckel 19 eingeschraubt, dessen
vorstehender Rand einen Dichtring 20 an dem umgebördelten Ende 18 des Spaltrohres
13 hält.
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Der Stator 15 mit Wicklung ist in ein Gehäuse 21 aus Gießharz oder
dgl. eingebettet. Das Gießharz greift in die Ringnut 11 im und/oder bettet einen
Ringbund auf dem Lagerschild 1 ein und durchsetzt die Löcher 14a in der Verlängerung
14, so daß es an dieser Stelle mit dem Spaltrohr 13 unmittelbar in Verbindung kommt
und den Spalt zwischen dem Spaltrohr 13 und der Verlängerung 14 ausfüllt. Hierdurch
entsteht eine kompakte Baueinheit aus Lagerschild 1, Spaltrohr 13, Ständerwicklung
15 und Gehäuse 21.
Am Gehäuse 21 ist ein Anschlußteil 22 vorgesehen,
in den nicht dargestellte Schalt- und Anschlußlitzen von der Wicklung des Stators
15 herausgeführt sind. Der Anschlußteil 22 ist durch eine Platte 23 aus. isolierendem
Kunststoff abgedeckt, in der nicht dargestellte Gewindebüchsen eingebettet sind,
von denen die in den Ecken der rechteckigen Platte angeordneten Gewindebüchsen zum
Befestigen eines nicht dargestellten Anschlußkastens dienen. An die übrigen Gewindebüchsen
sind die Schalt- und Anschlußlitzen angeschlossen. Die Schalt- und Anschlußlitzen
sind genau so wenig bandagiert,- dressiert und isoliert wie die Wicklung des Stators
15. Die Schalt- und Anschlußlitzen sind unter Verwendung eines Kondensators an eine
Wechselstromquelle anschließbar.
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Die Gehäuseform 31 nach Fig. 2 ist topfartig ausgebildet und hat einen
Außenmantel 32, der auf seiner Innenseite kegelig ausgebildet ist, wobei der Kegelwinkel
etwa 50 beträgt. In der Mitte ist ein Kern 33 befestigt, der mit dem Außenmantel
32 einstückig ausgebildet sein kann. Der Außendurchmesser des Kernes 33 entspricht
dem Innendurchmesser des Spaltrohres 13. Er hat an seinem freien Ende einen Zapfen
34, der in das Giitlagrr 5 paßt. Die Länge des Kernes 33 bis zu seiner Schulter
35 entspricht der Länge des Spaltrohres 13. Die Schulter 35 weist einen an ihrer
Außenseite angeordneten Ringwulst 36 auf, der zum Eingriff in die den Dichtring
12 aufnehmende Ringnut im Lagerschild 1 bestimmt ist. Der Fuß des Kernes 33 ist
von einem Dichtbund 37 umgeben, der zusammen mit dem Kern 33 eine zur offenen Seite
der Gehäuseform 31 offene Ringnut 78 begrenzt.
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Zum Herstellen des Gehäusekörpers 21 wird das Spaltrohr 13, welches
den Stator 15 mit Wicklung trägt, mit seinem einen Ende in die Ringnut 38 dicht
eingesetzt oder gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Dichtringes dicht daran
angestellt und reicht dann bis zum Ringbund 36. Auf den Zapfen 34 wird der Lagerschild
1 mit seinem Gleitlager 5 aufgesetzt, so daß das
vom Dichtbund 37
abgewandte Ende des Spaltrohres 13 und der Ringwulst 36 in die auch für die Aufnahme
des Dichtringes 12 bestimmte Ringnut eingreifen. Der Lagerschild 1 sitzt mit seinem
Ringbund 3 auf dem Außenmantel 32 der Gehäuseform 1 dicht auf.
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Die Gehäuseform 31 nimmt an einer in Big. 2 nicht dargestellten Stelle
die Platte 23 auf, welche mit den Schalt- und Anschlußlitzen der Wicklung des Stators
15 verbunden ist. Die Platte 23 kann durch mindestens eine die Gehäuseform 31 durchsetzende
und in eine ihrer Gewindebuchsen eingeschraubte Schraube in der Gehäuseform 31 festgelegt
sein.
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Nachdem alle Teile die vorbeschriebene Lage eingenommen haben, wird
über die Gießöffnung 10 Gießharz oder ein anderer vergießbarer oder spritzbarer,
elektrisch-isolierender Formstoff eingefüllt, das oder der auch durch die Löcher
14a hindurchtritt.
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Zur Vermeidung von Lufteinschlüssen kann die Gehäuseform 31,in nicht
dargestellter Weise an eine Unterdruckquelle angeschlossen sein, wobei Maßnahmen
zum Vermeiden des Austritts von Gießharz aus der Gehäuseform 31 getroffen sind.
Nach dem Erstarrten des Gießharzes, das evtl. einer Wärmebehandlung unterworfen
werden kann, wird der aus dem festen Gießharz gebildete Gehäusekörper 21 samt den
damit in vorbeschriebener Weise fest verbundenen Teilen aus der Gehäuseform 31 entfernt.
Zur Fertigstellung'des Elektromotors wird die den Rotor 9 tragende Motorwelle 6
in das Gleitlager 5 eingesetzt und auf dem vom Lagerschild 1 abgewandten Ende der
Lagerkörper 16, der vorzugsweise aus Eunststoff bestehen kann, mit sattem Sitz eingesetzt.
Durch Umbördeln des Endes 18 des Spaltrohres 13 wird der Lagerkörper 16 gegen Heraustreten
aus dem Spaltrohr 13 gesichert. Das einen Schlitz für den Eingriff eines Schraubenziehers
aufweisende Ende der Motorwelle 6 wird durch Einschrauben des Deckels 19 unter Zwischenlage
des Dichtringes 20 abgedeckt und der Rotorraum nech außen abgedichtet. Vor dem Einbringen
der Motorwelle 6
wurde der Dichtring 12 in die ihm zugeordnete Ringnut
im Lagerschild 1 eingelegt.
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Anstelle der Ringnut 11 und der Löcher 14a kann auch eine andere eine
Achs- und Umfangskräfte aufnehmende Verbindung vorgesehen sein, z.B. Ausnehmungen
und/oder Erhebungen. In vorbeschriebener Weise können auch andere Elektromotoren,
insbesondere Dreh- und Wechselstrommotoren hergestellt werden, welche kein Spaltrohr
aufweisen. In diesem Fall wird beim Herstellen des Gehäusekörpers 21 die Wicklung
15 unmittelbar auf den Kern 33 der Gehäuseform 31 aufgesetzt und es sind Naßnahmen
am Kern 33 vorgesehen, daß der Gehäusekörper 21 vom Kern 33 abgenommen werden kann.
Der Lagerkörper 16 wird dann unmittelbar im Gehäusekörper 21 insbesondere durch
Einpressen oder gegebenenfalls Sinschrauben nach Herstellen eines passenden Gewindes
befestigt.
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Der Stator 15 mit Statorwicklung und deren Schalt- und Anschlußlitzen
brauchen zum Einbetten in den Gehäusekörper nicht bandagiert, nicht dressiert und
nicht isoliert zu werden, wodurch sich eine wesentliche Arbeitseinsparung ergibt.
Zur Herstellung des Gehäusekörpers 21 wird ein solches Gießharz oder dgl. verwendet,
das in der Lage ist, die im Elektromotor auftretenden Drehmomente und Kräfte zu
übertragen und die Lager gegebenenfalls mit oder ohne ein Spaltrohr 13 ausreichend
fest miteinander zu verbinden. Die Lager 5 und 17 können mit der erforderlichen
Genauigkeit im Gehäusekörper 21 fluchtend untergebracht werden. An die Stelle eines
Gleitlagers kann ein Wälzlager treten.
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Es ist auch möglich, in die Gehäuseform 31 zur Verfestigung der äußeren
Form des Gehäuses 21, insbesondere zur Vermeidung von Spannungsrissen des Kunststoffes,
eine Verstärkung, insbesondere in Form eines Glasfasergewebes oder dgl., einzulegen,
die beim Ausgießen oder Ausspritzen der Hohlräume eingebettet wird.