DE3302532A1

DE3302532A1 - Gehaeuse, insbesondere fuer einen elektromotor, und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3302532A1
Application number: DE19833302532
Authority: DE
Inventors: Walter 7120 Metterzimmern Huber; Fritz 7123 Sachsenheim Zucker
Original assignee: SWF Spezialfabrik fuer Autozubehoer Gustav Rau GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1983-01-26
Filing date: 1983-01-26
Publication date: 1984-07-26
Also published as: US4548334A; GB8401285D0; JPS59144347A; IT1196006B; DE3302532C2; IT8419322A0; FR2539931A1; FR2539931B1; GB2134327A; BR8400096A; GB2134327B; IT8419322A1

Description

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Gehäuse, insbesondere für einen Elektromotor, und Verfahren

zu dessen Herstellung

Die Erfindung geht aus von einem Gehäuse gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 24 11 622 ist bereits ein Motorgehäuse bekannt, bei dem ein Deckel passend in einen zylindrischen Gehäusemantel eingesetzt ist, dort auf aus dem Gehäusemantel ausgeprägten Auflageelementen aufliegt und durch Halteelemente gesichert ist, die den Rand des Gehäusedeckels übergreifen und dann zum Innenraum des Gehäuses verformt sind. Der Gehäusedeckel ist damit an mehreren Stellen zwischen den Auflageelementen und den ihnen axial gegenüberliegenden Haiteelementen festgelegt. Die Praxis hat gezeigt, daß bei diesen Ausführungen eine einwandfreie, spielfreie Festlegung des Gehäusedeckels im Gehäusemantel aufgrund der Toleranzen und wegen der Rückfederung der nur punktförmig auf dem Deckel aufliegenden Halteelemente an der Biegestelle nicht gewährleistet ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn bei leistungsstärkeren Motoren die Dicke des Gehäuseraantels im Bereich von 2,5 nun oder darüber liegt. Die unzureichende Festlegung des Gehäusedeckels am Gehäusemantel ist besonders nachteilig bei solchen Gehäusen, die aus einer Blechplatine gebogen oder gerollt sind, weil bei einem Stoß auf das Gehäuse der Gehäusemantel oftmals aufspringt. Aber auch bei tiefgezogenen Gehäusen befriedigt diese Art der Lagerdeckelbefestigung nicht immer, weil sich bei einer zu großen Krafteinwirkung der Gehäusedeckel drehen könnte.

Aus der GB-PS 12 26 2^3 ist ein Motorgehäuse bekannt, bei dem die Auflageelemente und die Halteelemente in Umfangerichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Als Halteelement dient dabei ein im wesentlichen radial einwärts gedrückter Steg oberhalb eines ausgestanzten Schlitzes im Gehäusemantel. Die

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obere Kante des Schlitzes und damit die Stützfläche des Halteelementes ist in einem axialen Abstand zur Stützfläche des Auflageelementes angeordnet, der der Deckeldicke entspricht. Dieser Deckel ist daher ohne Vorspannung zwischen den Auflageelementen und den Halteelementen festgelegt. Die Verbindung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusemantel ist zwar verbessert, weil die Halteelemente nicht punktförmig, sondern flächig an dem Deckel anliegen, doch kann dieses Konzept bei leistungsstärkeren Motoren mit einem dickeren Gehäusemantel nicht realisiert werden, weil das Einarbeiten der Schlitze wegen der Bruchgefahr des Stempels in der Serienfertigung nicht möglich ist. Es muß nämlich berücksichtigt werden, daß die axiale Breite dieser Schlitze möglichst geringer sein sollte als die Dicke des Deckels, damit dieser schlitzförmige Rand überdeckt wird und damit das Gehäuse dicht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stabilität der Verbindung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusemantel bei einem Gehäuse der eingangs erwähnten Art zu verbessern und zugleich das Herstellungsverfahren zu vereinfachen, so daß es auch bei dickwandigeren Gehäusen anwendbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, daß eine besonders stabile Verspannung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusemantel dann erreicht wird, wenn dieser Gehäusedeckel zwischen den Auflageelementen und den Halteelementen in axialer Richtung verspannt wird. Dies wird erfindungsgemäß durch den axialen Versatz der Auflageelemente und der Halteelemente erreicht, der geringer sein soll als die Dicke des Deckels. Der im entspannten Zustand ebene Deckelrand erhält damit eine wellige Kontur, wobei aufgrund der Elastxzität des Werkstoffes des Gehäusedeckels Kräfte auf die Auflageelemente und die Halteelemente einwirken, so daß sich der Gehäusemantel

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und der Gehäusedeckel im Bereich dieser Auflageelemente und der Halteelemente in gewissem Maße ineinander verbeissen. Damit wird einerseits ein Drehen des Gehäusedeckels gegenüber dem Gehäusemantel wirksam vermieden und andererseits wild die Gefahr verringert, daß der Gehäusemantel bei einem Stoß aufspringt. Es ist damit eine absolut spielfreie und hohen Belastungen standhaltende Verbindung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusemantel geschaffen.'

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines solchen Gehäuses ist dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel lagerichtig in den Gehäusemantel eingesetzt wird und der äußere Rand des Gehäusedeckels bei der Ausformung des Halte-

elementes als Scherkante dient.

Wenn insbesondere bei kleineren Gehäusen schon eine geringe Vorspannung ausreicht, kann es genügen, wenn man den Deckel mit seinem ebenen Deckelrand in entspanntem Zustand auf die Auflageelemente aufliegt, weil beim Einscheren der Halteelemente durch eine gewisse Keilwirkung der Deckelrand geringfügig in axialer Richtung verschoben und damit vorgespannt wird.

Bei 1eistungsstärkeren Motoren wird man jedoch gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung den Gehäusedeckel durch Werkzeuge in seiner endgültigen Lage vorgespannt in dem Gehäusemantel halten. Die Vorspannung des Deckelrandes ist dabei also durch die Ausbildung des Werkzeuges genau definiert.

Das Verfahren läßt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dadurch vereinfachen, daß man auch zur Ausformung der Auflageelemente den inneren Rand des Gehäusedeckels als Scherkante ausnutzt. Damit kann man ohne vorbereitende Arbeiten

direkt den aus einer Platine ausgestanzten Gehäusemantel um einen Biegedom herumbiegen oder rollieren, dann den Deckel lagerichtig in den Gehäusemantel einsetzen und erst anschließend sowohl die Halteelemente als auch die Auflageelemente einscheren.

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Die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachstend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch ein Motorgehäuse,

Fig. 2 eine Stirnansicht auf das Motorgehäuse und

Fig. 3 eine Abwicklung des Gehäusedeckelrandes.

In Fig. 1 ist ein zylindrisches Gehäuse mit einem Gehäusemantel 10 und einem Gehäusedeckel 11 angedeutet. Der Gehäusedeckel 11 ist in bekannter Weise aus einer ebenen Platine ausgestanzt und in der von Wischermotoren bekannten Form ausgeprägt. In entspanntem Zustand hat dieser Gehäusedeckel 11 einen in einer Ebene liegenden Auflagerand 12, dessen Kontur der Innenwand des Gehäusemantels 10 angepaßt ist, im vorliegenden Fall also kreisrund ausgebildet ist. Aus dem Gehäusemantel 10 sind mehrere Auflageelemente 13 zum Innenraum hin ausgeprägt bzw. ausgeschert. Diese Auflageelemente 13 haben Stützflächen· 14, die in einer Ebene liegen und auf denen die eine Seite des Auflagerandes 12 aufliegt. In Umfangsrichtung versetzt zu diesen Auflageelementen sind außerdem aus dem Gehäusemantel Halteelemente 15 ausgeschert, die ebenfalls Stützflächen 16 aufweisen, an denen die andere Seite des Auflagerandes 12 anliegt.

Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist nun die axiale Anordnung der Auflageelemente 13 und der Halteelemente 15 relativ zu einer Bezugsebene, beispielsweise der die Stirnseite des Gehäusemantels 10 definierenden Ebene E. Der Abstand der Stützfläche 14 des Auflageelementes I3 von dieser Bezugsebene E ist in Fig. 1 mit A1 bezeichnet. Der Abstand der Stützfläche 16 am Halteelement 15 von dieser Ebene E ist mit A2 bezeichnet. Bei dem eingangs erwähnten Motorgehäuse nach der britischen Patentschrift ist der Abstand A 2 genauso groß wie der Abstand

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Al minus der Blechdicke D des Gehäusedeckels 11. Das bedeutet, daß bei dieser bekannten Ausführung auch nach der Befestigung des Gehäusedeckels 11 am Gehäusemantel 10 der Auflagerand 12 in einer Ebene liegt. Bei der vorliegenden Erfindung soll dagegen der Abstand A2 größer sein als der Abstand A1 minus der Dicke D. Das bedeutet, daß der Auflagerand 12 nicht mehr in einer Ebene liegen kann und in Umfangsrichtung gesehen eine wellige Kontur erhält. Der Auflagerand 12 wird also aus seiner ursprünglichen Form vorgespannt. Da der Auflagerand 12 aufgrund der Elastizität des Werkstoffes bestrebt ist, seinen entspannten Zustand einzunehmen, wirken auf die Halteelemente und die Auflageelemente Kräfte ein, die für eine spielfreie und stabile Verbindung zwischen dem Gehäusemantel 10 und dem Gehäusedeckel 11 sorgen.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Halteelemente und die Auflageelemente annähernd gleichmäßig über den Umfang des Gehäusemantels verteilt angeordnet, wobei ein Halteelement etwa mittig zwischen zwei Auflageelementen angeordnet ist. Damit zeigt auch die Abwicklung des Deckelrandes in. Fig. 3 eine gleichmäßige Wellenform. Denkbar sind jedoch auch andere Anordnungen der Halteelemente und der Auflageelemente. Insbesondere wird man bei manchen Ausführungen berücksichtigen, daß die am Gehäusemantel festgelegten Magnetsegmente möglichst nahe bis zum Auflagerand des Deckels heranreichen sollen. In diesen Winkelbereichen sollten dann keine Auflageelemente vorgesehen werden.

Anhand von Fig. 1 soll im folgenden das Verfahren zur Herstellung eines solchen Gehäuses näher beschrieben werden: Man erkennt einen Biegedorn 20, der über den Umfang verteilt mehrere offene und in die Stirnfläche 21 auslaufende Ausnehmungen 22 aufweist. Die Stirnfläche 21 dieses Biegedorns 20 weicht von einer Ebene ab und ist so geformt, daß der an ihm anliegende Auflagerand 12 des Gehäusedeckels 10 seine endgültige, vorgespannte Lage einnimmt. Ein Stempel 23 mit einem entsprechend geformten Abstützring 2h drückt den Gehäusedeckel 11 gegen den Biegedorn 20. Mittels des Biegedornes 20 und des Stempels 23

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wird also der Gehäusedeckel 11 lagerichtig und vorgespannt in den schon gebogenen Gehäusemantel 10 eingesetzt. Anschließend werden Scherstempel 25 und 26 radial einwärts gefahren und damit die Auflageelemente bzw. die Halteelemente aus dem Gehäusemantel 10 herausgeschert. Als Scherkante für die Auflageelemente 13 dienen dabei die Grundflächen 22' der Ausnehmungen sowie der innere Rand des Gehäusedeckels 11. Als Scherkante für die Halteelemente 15 dient dagegen der äußere Rand des Gehäusedeckels 11. Aus Fig. 1 geht folglich hervor, daß der Deckelrand praktisch als Stanzmatrize sowohl für das Auflageelement als auch das Halteelement dient. Daher können die Auflageelemente und die Halteelemente auch gleichzeitig aus dem Gehäusemantel 10 herausgeschert werden, was das Verfahren beträchtlich vereinfacht.

Die Herstellung eines Gehäuses nach der vorliegenden Erfindung bietet gegenüber dem Stand der Technik wesentliche Vorteile: Der Gehäusemantel wird aus einer ebenen Platine ausgestanzt, wobei im Gegensatz zum Stand der Technik zusätzliche Schlitze oder Ausprägungen nicht in diese Platine eingearbeitet werden müssen. Damit wird das Werkzeug zum Ausstanzen des Gehäusemantels wesentlich vereinfacht.

Diese Platine wird dann in bekannter Weise um einen Biegedorn herumgebogen oder rolliert. Dieser Verfahrensschritt ist also nicht zeitraubender als beim Stand der Technik.

Der Gehäusedeckel 11 wird dann in den Gehäusemantel passend eingesetzt und durch den Biegedorn 20 und den Stempel 23 lagerichtig in seine vorgespannte Form gebracht. Auch dieser Verfahrensschritt ist nicht teurer als bei den Ausführungen nach dem Stand der Technik.

Schließlich werden in einem Arbeitsgang die Halteelemente und die Auflageelemente eingeschert und das Gehäuse ist damit fort.lRgr0stol.lt,

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Die Verbindung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusemantel ist dabei wesentlich stabiler als bei den bekannten Ausführungen. Das liegt daran, daß sowohl die Halteelemente als auch die Auflageelemente mit einer Stützfläche, also nicht nur punktförmig am Auflagerand des Deckels anliegen. Dabei können die Auflageelemerite - wie in Fig. 2 angedeutet - stegförmig zum Gehäuseinnenraum eingedrückt sein. Denkbar sind aber auch taschenförmige Einbuchtungen derart, wie sie in der DE-OS 2k 11 gezeigt sind.

Die Vorspannung des Gehäusedeckels 11 ist durch die Form der Stirnfläche 21 des Biegedornes 20 und die entsprechende Ausgestaltung des Abstützringes 2k des Stempels 23 genau definiert. Sie bleibt auch bei der Montage des Deckels erhalten, da der Deckelrand als Scherkante dient. Sie wird auch durch dynamische Betriebsbelastungen nicht aufgehoben, da,Auflageelemente und die Halteelemente quer zur Kraftrichtung, die von dem Auflagerand ausgeübt wird, ausgeformt sind und daher kaum die Gefahr besteht, daß diese nachgeben.

Mit dem beschriebenen Verfahren kann man kostengünstig Motorgehäuse mit einem verhältnismäßig dicken Gehäusemantel herstellen. Dabei kann die Dicke D des Gehäusedeckels kleiner sein, als die Dicke des Gehäusemantels. Durch die innige Verbindung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusemantel wird außerdem die magnetische Leitfähigkeit und die Wärmeableitung verbessert, was bei leistungsstarken Motoren sehr wesentlich ist.

Abschließend wird noch darauf hingewiesen, daß in der Zeichnung die Verhältnisse zur Verdeutlichung der Erfindung nicht maßstäblich dargestellt sind. Insbesondere sind auch die einzelnen Fig. nicht in dem gleichen Maßstab dargestellt. Bei den üblicherweise für Vischermotore für Kraftfahrzeuge verwendeten Materialstärken wird eine Vorspannung V von 0,2-0,3 mm ausreichen, während in Fig. 1 diese Vorspannung etwa der Deckeldicke entspricht.

Claims

SWF-Spezialfabrik für Autozubehör Gustav Rau GmbH ^^

7120 Bietigheim-Bissingen

PAL/A 12 736
Kübler/Tü
2k.1.1983

Gehäuse, insbesondere für einen Elektromotor,und Verfahren zu

dessen Herstellung

Patentansprüche:

/Ty Gehäuse, insbesondere für einen Elektromotor, mit einem Gehäusemantel sowie einem passend in den Gehäusemantel eingesetzten Gehäusedeckel mit einem im entspannten Zustand in einer Ebene liegenden Auflagerand, wobei aus dem Gehäusemantel
zum Innenraum hin mehrere Auflageelemente und in Umfangsrichtung versetzt dazu mehrere Halteelemente ausgeprägt bzw. eingeschert sind und der Deckel mit der einen Seite seines Auflagerandes an Stützflächen der· Auflageelemente und mit seiner gegenüberliegenden Seite des Auflagerandes an Stützflächen der Halteelemente anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand (A2) der Stützfläche (16) von wenigstens einem Halteelement (l5) von einer Bezugsebene (Ε), beispielsweise der
Stirnseite des Gehäusemantels (ίο) größer ist als der um die
Deckeldicke (d) verminderte Abstand der Stützfläche (i4) des
dem Halteelement (15) benachbarten Auflageelements(13) von
dieser Bezugsebene (e) und damit der Gehäusedeckel (ii) unter Vorspannung zwischen diesen Auflageelementen (13) und den Halteelementen (15) eingespannt ist.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auflageelemente (13) und die Halteelemente (15) stegförmig quer zur Richtung der Vorspannung des Gehäusedeckels
(11) in den Gehäusemantel (1O) eingeschert sind.

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3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (15) und die Auflageelemente (13) wenigstens annähernd gleichmäßig über den Umfang des Gehäusemantels (10) verteilt sind und jedes Halteelement (15) vorzugsweise mittig zwischen zwei ihm zugeordneten Auflageelementen (13) liegt.
h. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageelemente (13)ungleichmäßig über den Umfang des Gehäusemantels (lO) verteilt und außerhalb bestimmter Winkelbereiche angeordnet sind.
5· Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (11) lagerichtig in den Gehäusemantel

(10) eingesetzt wird und der äußere Rand des Gehäusedeckels

(11) bei der Ausformung der Halteelemente (15) als Scherkante dient.
6. Verfahren nach Anspruch 5»' dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (11) durch Werkzeuge (20,23) in seine endgültige Lage vorgespannt in dem Gehäusemantel (lO) gehalten ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Rand des Gehäusedeckels (11) bei der Ausformung der Auflageelemente (13) als Scherkante dient.
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemantel (lO) aus einer Platine ausgestanzt wird und um einen Biegedorn (20) gebogen oder rolliert wird, wobei der Biegedorn (20) am Umfang verteilt mehrere randoffene und in die Stirnfläche (21) auslaufende Ausnehmungen (22) aufweist, daß der Gehäusedeckel (11) an die Stirnfläche (21) dieses Biegedornes (2O) durch einen Stempel (23) angedrückt wird, wobei diese Stirnfläche

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(21) von einer Ebene abweicht und damit der Auflagerand (12) des Gehäusedeckels (11) vorgespannt wird, daß durch Scherstempel (25,26) die Auflageelemente (13) und die Halteelemente (15) quer zur Vorspannungsrichtung des Gehäusedeckels (11) eingeschert werden, wobei die Grundfläche (22') der Ausnehmung (22) im Biegedorn (20) und der innere Rand des Gehäusedeckels (11) als Scherkanten für die Auflageelemente

(13) und der äußere Rand des Gehäusedeckels (11) als Scherfür
kante die Halteelemente (15) dienen.
9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einscheren der Auflageelemente (13) und das Einscheren der Halteelemente (15) gleichzeitig erfolgt.