DE3302532C2 - - Google Patents

Description

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 und vollständig in einen zylindrischen Gehäusemantel eingesetzt ist, dort auf aus dem Gehäusemantel ausgeprägten Auflageelementen aufliegt und durch Halteelemente gesichert ist, die den Auflageelementen axial gegenüberliegen, 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 Halteelementen 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 Gehäusemantels im Bereich von 2,5 mm 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 DE-OS 28 03 262 ist ein Elektromotor bekannt, bei dem ein Lagerdeckel passend und vollständig in einen Gehäusemantel eingesetzt ist, einseitig an aus dem Gehäusemantel herausgeformten Halteelementen anliegt und sich andererseits an einer Bürstentragplatte abstützt, die ihrerseits auf Auflageelementen aufliegt. Auch bei dieser bekannten Ausführung liegen die Auflageelemente und die Halteelemente auf einer Geraden parallel zur Achsrichtung des Gehäuses. Der einseitig an den Halteelementen anliegende Lagerdeckel stützt sich dabei an einer Bürstentragplatte ab, die ihrerseits auf den Auflageelementen aufliegt. Die Baueinheit aus Lagerdeckel und Bürstentragplatte ist dabei gewissermaßen zwischen den axial angeordneten, aus dem Gehäusemantel herausgeformten Halte- bzw. Auflageelementen elastisch verspannt. Auch eine solche Lösung entspricht hinsichtlich der Stabilität nicht allen Anforderungen.

Aus der DE-OS 22 49 684 ist schließlich ein Motorgehäuse bekannt, bei dem jedoch der Lagerdeckel radial abstehende Flügel aufweist, die in randoffene Aussparungen im Gehäusemantel eingreifen und auf deren Stirnseite aufliegen. Der Lagerdeckel liegt also nicht passend vollständig innerhalb des Gehäusemantels und bei dieser Ausführung sind auch keine aus der Mantelfläche zum Innenraum herausgearbeitete Auflage- bzw. Halteelemente vorhanden. Bei dieser bekannten Ausführung ist eine Verdrehsicherung des Lagerdeckels schon durch die in die Aussparungen eingreifenden Flügel gegeben, die im übrigen unter elastischer Vorspannung eine Tragplatte in diesen Aussparungen festlegen.

Aus der GB-PS 12 26 243, von der die vorliegende Erfindung ausgeht, ist schließlich ein Motorgehäuse bekannt, bei dem die Auflageelemente und die Halteelemente in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Als Halteelement dient dabei ein im wesentlichen radial einwärts gedrückter Steg oberhalb eines ausgestanzten Schlitzes im Gehäusemantel. Dieser Deckel ist soweit erkennbar 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 verhältnismäßig schmalen Schlitze wegen der Bruchgefahr des Stempels in der Serienfertigung nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stabilität der Verbindung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusemantel gegenüber dem bekannten Gehäuse zu verbessern und zugleich das Herstellungsverfahren zu vereinfachen, so daß es auch bei dickwandigen Gehäusen anwendbar ist.

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

Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, daß eine be­ sonders stabile Verspannung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusemantel dann erreicht wird, wenn dieser Gehäuse­ deckel zwischen den Auflageelementen und den Halteelementen in axialer Richtung verspannt wird. Dies wird erfindungsgemäß durch den axialen Versatz der Auflageelemente und der Halteele­ mente erreicht, der geringer sein soll als die Dicke des Deckels. Der im entspannten Zustand ebene Deckelrand erhält damit eine wellige Kontur, wobei aufgrund der Elastizität des Werkstoffes des Gehäusedeckels Kräfte auf die Auflageelemente und die Halteelemente einwirken, so daß sich der Gehäusemantel und der Gehäusedeckel im Bereich dieser Auflageelemente und der Halteelemente in gewissem Maße ineinander verbeißen. Damit wird einerseits ein Drehen des Gehäusedeckels gegenüber dem Gehäuse­ mantel wirksam vermieden und andererseits wird die Gefahr ver­ ringert, daß der Gehäusemantel bei einem Stoß aufspringt. Es ist damit eine absolut spielfreie und hohen Belastungen stand­ haltende Verbindung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäuse­ mantel 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 Schwerkante 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 Halteele­ mente durch eine gewisse Keilwirkung der Deckelrand gering­ fügig in axialer Richtung verschoben und damit vorgespannt wird.

Bei leistungsstärkeren Motoren wird man jedoch gemäß einer be­ sonders bevorzugten Ausführung den Gehäusedeckel durch Werk­ zeuge in seiner endgültigen Lage vorgespannt in dem Gehäuse­ mantel halten. Die Vorspannung des Deckelrandes ist dabei also durch die Ausbildung des Werkzeuges genau definiert.

Das Verfahren läßt sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbil­ dung dadurch vereinfachen, daß man auch zur Ausformung der Auflageelemente den inneren Rand des Gehäusedeckels als Scher­ kante ausnutzt. Damit kann man ohne vorbereitende Arbeiten den aus einer Platine ausgestanzten Gehäusemantel direkt um einen Biegedorn herumbiegen oder rollieren, dann den Deckel lage­ richtig in den Gehäusemantel einsetzen und erst anschließend sowohl die Halteelemente als auch die Auflageelemente ein­ scheren.

Die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

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 ent­ spanntem 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 kreis­ rund ausgebildet ist. Aus dem Gehäusemantel 10 ist sind mehrere Auf­ lageelemente 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 An­ ordnung der Auflageelemente 13 und der Halteelemente 15 relativ zu einer Bezugsebene, beispielsweise der die Stirnseite des Ge­ häusemantels 10 definierenden Ebene E. Der Abstand der Stütz­ fläche 14 des Auflageelementes 13 von dieser Bezugsebene E ist in Fig. 1 mit A 1 bezeichnet. Der Abstand der Stützfläche 16 am Halteelement 15 von dieser Ebene E ist mit A 2 bezeichnet. Bei dem eingangs erwähnten Motorgehäuse nach der britischen Pa­ tentschrift ist der Abstand A 2 genauso groß wie der Abstand A 1 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 da­ gegen der Abstand A 2 größer sein als der Abstand A 1 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 Auf­ lageelemente Kräfte ein, die für eine spielfreie und sta­ bile Verbindung zwischen dem Gehäusemantel 10 und dem Gehäuse­ deckel 11 sorgen.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Halteelemente und die Auflageelemente annähernd gleich­ mäßig über den Umfang des Gehäusemantels verteilt angeordnet, wobei ein Halteelement etwa mittig zwischen zwei Auflageele­ menten 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 Magnet­ segmente möglichst nahe bis zum Auflagerand des Deckels her­ anreichen sollen. In diesen Winkelbereichen sollten dann keine Auflagemomente vorgesehen werden.

Anhand von Fig. 1 soll im folgenden das Verfahren zur Herstel­ lung 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, vorge­ spannte Lage einnimmt. Ein Stempel 23 mit einem entsprechend geformten Abstützring 24 drückt den Gehäusedeckel 11 gegen den Biegedorn 20. Mittels des Biegedorns 20 und des Stempels 23 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 da­ mit die Auflageelemente bzw. die Halteelemente aus dem Gehäuse­ mantel 10 herausgeschert. Als Scherkante für die Auflageele­ mente 13 dienen dabei die Grundflächen 22′ der Ausnehmungen 22 sowie der innere Rand des Gehäusedeckels 11. Als Scherkante für die Halteelemente 15 dient dagegen der äußere Rand des Ge­ häusedeckels 11. Aus Fig. 1 geht folglich hervor, daß der Deckelrand praktisch als Stanzmatrize sowohl für das Auflage­ element als auch das Halteelement dient. Daher können die Auf­ lageelemente und die Halteelemente auch gleichzeitig aus dem Gehäusemantel 10 herausgeschert werden, was das Verfahren be­ trächtlich vereinfacht.

Die Herstellung eines Gehäuses nach der vorliegenden Erfindung bietet gegenüber dem Stand der Technik wesentliche Vorteile:

Der Gehäusemantel 10 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 Gehäuse­ mantels wesentlich vereinfacht.

Diese Platine wird dann in bekannter Weise um einen Biegedorn 20 herumgebogen oder rolliert. dieser Verfahrensschritt ist also nicht zeitraubender als beim Stand der Technik.

Der Gehäusedeckel 11 wird dann in den Gehäusemantel 11 passend ein­ gesetzt und durch den Biegedorn 20 und den Stempel 23 lage­ richtig in seine vorgespannte Form gebracht. Auch dieser Ver­ fahrensschritt ist nicht teurer als bei den Ausführungen nach dem Stand der Technik.

Schließlich werden in einem Arbeitsgang die Halteelemente 15 und die Auflageelemente 13 eingeschert und das Gehäuse ist damit fertiggestellt.

Die Verbindung zwischen dem Gehäusedeckel 11 und dem Gehäusemantel 10 ist dabei wesentlich stabiler als bei den bekannten Ausführungen. Das liegt daran, daß sowohl die Halteelemente 15 als auch die Auf­ lageelemente 13 mit einer Stützfläche 14, also nicht nur punktförmig am Auflagerand des Deckels anliegen. Dabei können die Auflage­ elemente - wie in Fig. 2 angedeutet- stegförmig zum Gehäuse­ innenraum eingedrückt sein. Denkbar sind aber auch taschen­ förmige Einbuchtungen derart, wie sie in der DE-OS 24 11 622 gezeigt sind.

Die Vorspannung des Gehäusedeckels 11 ist durch die Form der Stirnfläche 21 des Biegedornes 20 und die entsprechende Ausge­ staltung des Abstützringes 24 des Stempels 23 genau definiert. Sie bleibt auch bei der Montage des Deckels erhalten, da der Deckelrand als Scherkante dient. Sie wird auch durch dyna­ mische Betriebsbelastungen nicht aufgehoben, da Auflageele­ mente 13 und die Halteelemente 15 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 Motor­ gehäuse mit einem verhältnismäßig dicken Gehäusemantel 10 her­ stellen. Dabei kann die Dicke D des Gehäusedeckels 11 kleiner sein, als die Dicke des Gehäusemantels. Durch die innige Ver­ bindung 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 maß­ stäblich dargestellt sind. Insbesondere sind auch die einzelnen Figuren nicht in dem gleichen Maßstab dargestellt. Bei den üb­ licherweise für Wischermotore für Kraftfahrzeuge verwendeten Materialstärken wird eine Vorspannung V von 0,2-0,3 mm aus­ reichen, während in Fig. 1 diese Vorspannung etwa der Deckeldicke entspricht.

Claims (9)

1. Gehäuse, insbesondere für einen Elektromotor, mit einem Gehäusemantel sowie einem passend und vollständig in den Gehäusemantel eingesetzten Gehäuse­ deckel mit einem im entspannten Zustand in einer Ebene liegenden Auflagerand, wobei aus dem Gehäusemantel zum Innenraum hin mehrere Auflageelemente und in Umfangsrichtung versetzt zwischen den Auflageelementen Halteelemente eingeschert sind und der Gehäusedeckel 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 der Stützflächen (16) der Halteelemente (15) von den Stützflächen (14) der Auflageelemente (13) kleiner ist als die Dicke (D) des Gehäusedeckels (11) und damit der Auflagerand (12) des Gehäusedeckels (11) in Umfangsrichtung gesehen eine wellige Kontur aufweist.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageelemente (13) und die Halteelemente (15) steg­ förmig quer zur Richtung der Vorspannung des Gehäusedeckels (11) in den Gehäusemantel (10) eingeschert sind.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (15) und die Auflageelemente (13) wenig­ stens annähernd gleichmäßig über den Umfang des Gehäusemantels (10) verteilt sind und jedes Halteelement (15) mittig zwischen zwei ihm zugeordneten Auflageelementen (13) liegt.

4. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageelemente (13) ungleichmäßig über den Umfang des Gehäusemantels (10) verteilt und außerhalb bestimmter Winkel­ bereiche 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 end­ gültige Lage vorgespannt in dem Gehäusemantel (10) gehalten ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der innere Rand des Gehäusedeckels (11) bei der Aus­ formung der Auflageelemente (13) als Scherkante dient.

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemantel (10) aus ei­ ner Platine ausgestanzt wird und um einen Biegedorn (20) ge­ bogen oder rolliert wird, wobei der Biegedorn (20) am Umfang verteilt mehrere randoffene und in die Stirnfläche (21) aus­ laufende Ausnehmungen (22) aufweist, daß der Gehäusedeckel (11) an die Stirnfläche (21) dieses Biegedornes (20) durch einen Stempel (23) angedrückt wird, wobei diese Stirnfläche (21) von einer Ebene abweicht und damit der Auflagerand (12) des Gehäusedeckels (11) vorgespannt wird, daß durch Scher­ stempel (25, 26) die Auflageelemente (13) und die Halteele­ mente (15) quer zur Vorspannungsrichtung des Gehäusedeckels (11) eingeschert werden, wobei die Grundfläche (22′) der Aus­ nehmung (22) im Biegedorn (20) und der innere Rand des Ge­ häusedeckels (11) als Scherkanten für die Auflageelemente (13) und der äußere Rand des Gehäusedeckels (11) als Scher­ kante für die Halteelemente (15) dienen.

9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einscheren der Auflageele­ mente (13) und das Einscheren der Halteelemente (15) gleich­ zeitig erfolgt.