DE3303309C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schrittschaltmotor gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 (DE 26 13 038 A1).

Bei bekannten Schrittschaltmotoren ist eine Rotorwelle in einer Lagerhülse gelagert, die die Rotorwelle nur auf einem Teil ihrer Länge umschließt US-PS RE 28 705; 36 33 055). In manchen Anwendungsfällen ist es jedoch wün­ schenswert, die Rotorwelle in zwei in Längsrichtung der Welle gegeneinander versetzten Bereichen zu lagern. Der Abstand zwischen den beiden Lagerbereichen soll dabei mög­ lichst groß sein. Eine solche Lagerung erhöht die Lebens­ dauer von Lagern und Rotorwelle. Dabei ist es üblich, ge­ sinterte Lager zu verwenden, die mit Preßsitz in Aufnahme­ löchern in Lagertragplatten an beiden Enden des Stators angeordnet sind. Beim Einbau der Lager in den Lagertrag­ platten werden jedoch die Lager häufig verspannt und die Lagerbohrungen müssen vor der Aufnahme der Rotorwelle nach­ gearbeitet werden. Dadurch werden die Herstellungskosten solcher Motoren erhöht.

Darüber hinaus ist es wichtig, daß die beiden Lager absolut gleichachsig angeordnet sind, um die Reibung zwischen den Lagern und der Rotorwelle klein zu halten. Eine reibungsfreie Lagerung der Welle bedeutet geringe Drehmomentverluste, erhöht den Wirkungsgrad und erhöht die Schrittschaltgenauig­ keit. Ein optimales Fluchten der beiden Lager ist jedoch nur schwer zu erreichen, wenn nicht die wesentlich teueren selbstzentrierenden Lager angewendet werden sollen.

Bei einem gattungsgemäßen Schrittschaltmotor ist es bekannt, zwei, in Längsrichtung der Rotorwelle voneinander beabstande­ ten Gleitlager anzuwenden (DE 26 13 038 A1). Bei diesem Schrittschaltmotor besteht der Rotormagnet aus einem Permanent­ magneten, der in Umfangsrichtung wechselweise entgegengesetzt in Nord- und Südpolarität magnetisiert ist. Der Motor enthält zwei becherförmige äußere Statoren und ringförmige innere Statoren, die alle zusammen aus einem magnetischen Material bestehen, wobei die ringförmigen inneren Statoren Seite an Seite angeordnet sind und um den Rotormagneten an seinem Mittelteil vorgesehen sind. Die äußeren Statoren sind an den beiden gegenüberliegenden Seiten der inneren Statoren angeordnet und weisen in Lagerplatten, die in Richtung der Rotorachse voneinander beabstandet sind, zentrale Öff­ nungen auf, in denen der Rotormagnet mit seiner Welle in Gleitlagern drehbar gelagert ist. Diese Lösung weist alle genannten Probleme auf, die beim Zusammenbau des Motors auftreten können.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Schritt­ schaltmotor so auszubilden, daß zum Einbau der Lager die Klebetechnik anwendbar ist und Lager und Welle einfach und genau zueinander ausgerichtet werden können.

Der Lösung der Aufgabe dient die Ausbildung eines Schritt­ schaltmotors mit den Merkmalen des Gattungsbegriffs des Anspruchs 1 gemäß dem Kennzeichnungsteil dieses Anspruchs 1.

Bei einem erfindungsgemäßen Schrittschaltmotor kann zwischen den Zentralöffnungen der Lagerplatten und den Lagern zunächst ein Spiel vorgesehen werden, um ein genaues, spannungsfreies Ausrichten zu ermöglichen; nach dem Ausrichten und vor dem Kleben wird die Welle mit den Lagern in der genauen, ver­ spannungsfreien Position fixiert und danach erfolgt die dauerhafte Fixierung in dieser Position durch Kleben.

Mit den Merkmalen der Unteransprüche wird die Erfindung in zweckmäßiger Weise ausgestaltet.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schrittschaltmotor und

Fig. 2 einen Ausschnitt der Anordnung in größerer Darstellung während des Zusammenbaues des Motors.

Der zur Erläuterung der Erfindung ausgewählte Schrittschaltmotor ist mit seinen grundsätzlichen Einzelheiten in der US 43 55 248 beschrieben. Der Schrittschaltmotor schließt zwei Statorplatten 10 und 11 und zwei Statorkappen 12 und 13 ein. Die beiden Statorplatten 10 und 11 sind als Ring ausgebildet und identisch. Die Zentralöffnung der Statorplatte 10 ist von mehreren konischen Polen 15 umgeben, die in Umfangsrichtung beabstan­ det sind. Alle Pole 15 stehen in gleicher Richtung senkrecht zur Ebene der Platte 10. Der periphere Rand 16 der Platte ist aus der Ebene der Platte in der Richtung herausgeformt, in der die Pole 15 von der Platte weg gerichtet sind.

Die Statorplatte 11 ist im wesentlichen der Platte 10 identisch, und die Teile der Platte 11, die denen der Platte 10 entsprechen, sind mit den oben bereits verwendeten Bezugszeichen für die Teile der Platte 10 versehen. Um das innere Statorglied des Schrittschaltmotors zu bilden, liegen die Statorplatten 10 und 11 Rücken an Rücken, um so dauerhaft miteinander verbunden zu sein, beispiels­ weise sind sie miteinander verschweißt oder verklebt.

Die Statorkappe 12 hat Kreisringform mit einer zentralen Öffnung in der Rückwand 24. Mehrere konische Pole 25 umgeben die Zentralöffnung, wobei diese Pole in Umfangsrichtung gegeneinander beabstandet sind. Alle Pole 25 stehen senkrecht in der gleichen Richtung von der Ebene der Rückwand der Kappe weg. Eine in Umfangsrichtung verlaufende äußere Seitenwand 26 steht in der gleichen Richtung wie die Pole 25 von der Rückwand 24 ab. Der freie Rand 27 der Seitenwand 26 hat innen etwa den gleichen Durchmesser wie die Statorplatte 10 außen, wobei der äußere Umfangsrand 16 der Platte 10 dicht innerhalb des Randes 27 der Kappe 12 liegt und dort durch Klemmwirkung gehalten ist.

Die Statorkappe 13 ist im wesentlichen der Statorkappe 12 identisch und die Teile der Kappe 13, die denen der Kappe 12 entsprechen, sind mit den gleichen, oben verwendeten Bezugszeichen gekennzeichnet, denen lediglich ein Strich angefügt ist. Eine Lagertragplatte 28 weist eine zentrale Öffnung 29 auf und ist in der Außenseite der Rückwand 24 der Statorkappe 12 befestigt, beispielsweise angeschweißt oder angeklebt. Eine weitere Lagertragplatte 3 weist eine zentrale Öffnung 35 auf und ist in ähnlicher Weise an der Außenseite der Rückwand 24′ der Statorkappe 13 befestigt. Die Platte 33 ist größer als die Platte 28 und weist Montagelöcher 34 nahe ihren Außenrandenden auf, so daß sie als Montageplatte für den Schrittschaltmotor dienen kann.

Eine Wicklung 31 aus elektrisch leitendem Draht ist auf einen Spulenkörper 32 gerichtet, der die Pole 15 und 25 der Platte 10 bzw. der Kappe 12 umgibt. Eine entsprechende Wicklung 31′ ist auf einen Spulenkörper 32′ gewickelt, der die Pole 15′ und 25′ der Platte 11 bzw. Kappe 13 umgibt. Die freien Ränder 27 und 27′ der Statorplatten 12 und 13 sind in einer Anzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Bereichen entlang den freien Rändern in den Spalt 19 zwischen den äußeren Umfangsrändern 27 und 27′ der Statorplatten 10 und 11 hineinge­ bogen, wie es bei 39 erkennbar ist. Auf diese Weise sind die Ränder 27 und 27′ in den Spalt 19 eingezwängt, um auf diese Weise jede Statorkappe 12, 13 mit ihrer jeweiligen Statorplatte 12 bzw. 13 dauerhaft mechanisch zu verbinden.

Der Rotor, der mit dem oben beschriebenen Stator zusammenwirkt, weist eine Welle 40 auf sowie eine Hülse 41, die die Welle 40 umgibt und mit dieser verbunden ist. Mit der Hülse ist ein ringförmiges Lager 42 verbunden, das die Hülse umgibt. Das Lager 42 wiederum ist umgeben von einem rohrförmigen Permanentmagneten 43, der mit dem Lager 42 verbunden ist. Die Welle 40 ist in zwei Lagern 44 und 45 drehbar gelagert, die im Abstand in Längsrichtung der Welle voneinander angeordnet sind. Jedes Lager ist ein scheibenförmiges Bauteil aus geeignetem Material, beispielsweise Sinterbronze oder Plastik, mit einem Abschnitt größeren Durchmessers und einem Abschnitt kleineren Durchmessers. Der Abschnitt 44a mit kleinerem Durchmesser (Fig. 2) des Lagers 44 ragt in die Öffnung 29 der Platte 28 hinein, während der Abschnitt 44b mit größerem Durchmesser mit der Innenfläche der Platte zusammenwirkt. Entsprechend ragt der Abschnitt 45a mit kleinerem Durchmesser in die Öffnung 35 der Platte 33 hinein, während der Abschnitt 45b mit größerem Durchmesser mit der Innen­ fläche der Platte zusammenwirkt.

Eine Druckfeder 48 umgibt einen Teil der Welle 40 zwischen den Lagern 44, 45 deren eines Ende sich an einem Kragen 49 als Sitz abstützt, in dem sich die Welle dreht. Das andere Ende der Feder liegt mit Vorspannung an der Hülse 42 an. Da sich die Hülse 41 dreht und das Lager 44 stillsteht, ist eine reibungsmindernde Scheibe 50 zwischen Hülse und Lager angeordnet.

Das Lager 44 weist einen Ringkanal 51 in der Fläche des Abschnittes 44b mit größerem Durchmesser auf, die der Platte 28 zugeordnet ist. Der Ringkanal umgibt den Abschnitt 44a kleineren Durchmessers. Die Platte 28 ist mit einer kleineren Bohrung 52 versehen, die von der Außenseite des Schrittschaltmotors zu dem Kanal 51 führt. In entsprechender Weise ist das Lager 45 mit einem Ringkanal 53 in der Fläche des Abschnittes 45b mit größerem Durchmesser versehen, die der Platte 33 zugekehrt ist. Dieser Ringkanal umgibt den Abschnitt 45a mit kleinerem Durchmesser. Die Platte 33 weist eine kleine Bohrung 54 auf, die von der Außenseite des Schrittschaltmotors zu dem Kanal 53 führt. Nachdem die Teile zusammengebaut sind, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, werden die Lager 44 und 45 mit der Platte 28 bzw. 33 verklebt, indem ein fließfähiger Klebstoff eingespritzt wird (Fig. 2), und zwar durch die Bohrungen 52 und 54 in die Kanäle 51 und 53. Die Einspritzung kann durch die Anwendung einer Kanüle 56 bzw. einer entsprechend kleineren Düse erleichtert werden. Nach dem Einspritzen härtet der Klebstoff rasch aus und verbindet das jeweilige Lager 44 und 45 mit seiner jeweiligen Tragplatte 28 bzw. 33.

Beim Zusammenbau des Schrittschaltmotors sind die Lager 44 und 45 auf die Welle 10 des Rotors aufgeschoben, zusammen mit der Feder 48, dem Kragen 49 und der reibungsmindernden Scheibe 50. Der Rotor wird in den Zentralöffnungen der Statorplatten 10 und 11 angeordnet. Die Wicklungen 31 und 31′ sind um die Polkörper 15 bzw. 15′ herum angeordnet. Schließlich sind die Statorkappen 12 und 13 über den Statorplatten angeordnet. Sind die Statorkappen aneinander zur Anlage gebracht (Fig. 1), so ist die Feder 48 gespannt, um die Lager 44 und 45 gegen die jeweilige Fläche der jeweiligen Platten 28 und 33 zu drücken. Die freien Ränder 27 und 27′ der Statorkappen werden dann nach innen gebogen, wie es bei 39 dargestellt ist, um die Statorkappen im Einbauzustand zu fixieren.

Da die Lager 44 und 45 bis hierhin noch nicht den Platten 28 und 33 fest zugeordnet sind, können sie frei seitlich, d. h. quer zur Achse der Welle 10 verstellt werden, so daß die Längsachsen der Welle 10 und beider Lager 44, 45 koaxial liegen. Der abschließende Schritt beim Zusammenbau ist das feste Verbinden der ausgerichteten Lager mit den Platten 28 und 33 durch Einspritzen eines Klebstoffes in die Kanäle 51 und 53 der Lager durch die Bohrungen 52 und 54. Der Klebstoff füllt die Kanäle aus, die an ihren äußeren Enden durch die Platten 28 und 33 verschlossen sind. Auf diese Weise sind nach dem Abbinden bzw. Erhärten des Klebstoffes die Lager 44 und 45 dauerhaft an der jeweiligen der Platten 28 und 33 befestigt.

Claims (5)

1. Schrittschaltmotor mit einem ringförmigen Stator, an dessen beiden Enden je eine Lagertragplatte mit einer zentralen Öffnung befestigt ist, so daß die Lagertrag­ platten in einem Abstand in der Richtung der Statorachse gehalten sind, und mit einem Rotor im Stator, der mit einer Welle mit zwei in den zentralen Öffnungen angeord­ neten und an den Lagertragplatten anliegenden Lagern versehen ist, die achsgleich zur Statorachse liegt, und auf der eine das aktive Rotorteil tragende Hülse ange­ ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spiel zwischen den zentralen Öffnungen (29, 35) und den Lagern (44, 45) vorgesehen ist, daß eine Druckfeder (48) zwischen dem einen Lager (45) und der Hüle (41) und eine Scheibe (50) zwischen der Hülse (41) und dem anderen Lager (44) angeordnet ist und daß jedes Lager (44, 45) mit der ihm zugehörigen Lagertragplatte (28, 33) verklebt ist.

2. Schrittschaltmotor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Einbringen des Klebstoffes ein Spalt (51) zwischen jedem Lager (44, 45) und der ihm zugehörigen Lagertragplatte (28, 33) vorgesehen ist.

3. Schrittschaltmotor nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Einbringen des Klebstoffes je eine Bohrung (52, 54) in den jeweiligen Spalt (51, 53) vorge­ sehen ist, die aus dem Bereich außerhalb des Motors zu dem Spalt führt und mit diesem in Verbindung steht.

4. Schrittschaltmotor nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Einbringen des Klebstoffes der je­ weilige Spalt (51, 53) zwischen Lager (44, 45) und zuge­ höriger Lagertragplatte (28, 33) vorgesehen ist, der ein Ringkanal in der Außenfläche des Lagers ist, die der jeweiligen Lagertragplatte zugekehrt ist.

5. Schrittschaltmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zusammenbau des Schritt­ schaltmotors die Lager (44, 45) und die Druckfeder (48) auf die Welle (40) geschoben werden, die Lager (44, 45) in die zentralen Öffnungen (29, 35) eingebracht und an die Lagertragplatten (28, 33) angelegt werden, die Welle (40) ausgerichtet wird und die Lager (44, 45) mit den Lagertragplatten (28, 33) verklebt werden.