DE3307952C2

DE3307952C2 -

Info

Publication number: DE3307952C2
Application number: DE3307952A
Authority: DE
Inventors: Harry G. Princeton Ind. Us Manson
Original assignee: IMC Magnetics Corp
Current assignee: NMB USA Inc
Priority date: 1982-03-08
Filing date: 1983-03-07
Publication date: 1991-03-14
Also published as: CA1191536A; FR2523379B1; IT8367251A0; JPS58165655A; GB2116291A; GB8304700D0; DE3307952A1; US4480206A; GB2116291B; JPH0640735B2; FR2523379A1; IT1158824B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Elektromotoren und insbesondere auf Motoren, bei denen der Rotor des Motors auf einer fest stehenden Welle drehbar gelagert ist. Zu diesem Motortyp gehören für die verschiedenen Anwendungsfälle bestimmte Schrittschalt motoren und Gebläsemotoren verschiedener Typen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfachen und kostengünstigen Weg aufzuzeigen, wie eines der Lager, in denen der Rotor drehbar gelagert ist, an einem feststehenden Teil des Motors festgelegt werden kann, wobei jedoch in der Wellenlängs richtung die Lager elastisch vorgespannt sein sollen.

Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 als axialen Mittellängsschnitt einen Schrittschaltmotor gemäß der Erfindung;

Fig. 2 die Motorwelle als Ansicht senkrecht zur Wellenlängs achse in größerer Darstellung und

Fig. 3 in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung Teile des Mo tors in einer Zwischenstellung während des Zusammen baues.

Der zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung ausgewählte Motor ist ein Schrittschaltmotor des Typs, wie er im einzelnen in der US-Patentanmeldung mit der Serial No. 2 85 657 vom 21. Juli 1981 beschrieben und dargestellt ist. Die Erfindung kann jedoch mit Erfolg bei jedem Motortyp angewendet werden, sofern der Motor eine feststehende Welle hat, beispielsweise ein Gebläsemotor ist, bei dem der Rotor ein Gebläserad aufweist.

Der Schrittschaltmotor weist zwei Statorplatten 10 und 11 sowie zwei Statorkappen 12 und 13 auf. Die Statorplatten 10 und 11 sind im wesentlichen identisch, und sie haben die Form von je weils einem Kreisring. Die zentrale Öffnung der Statorplatte 10 ist von einer Anzahl kegelförmiger Pole 15 umgeben, die in Um fangsrichtung der Statorplattenöffnung einen gleichen Abstand voneinander haben. Alle Pole 15 weisen in der gleichen Richtung senkrecht von der Ebene der Platte 10 weg. Der Umfangsrand 16 der Platte ist aus dieser Ebene heraus in die gleiche Rich tung verformt, in der die Pole von der Ebene abstehen.

Die Statorplatte 11 ist im wesentlichen der Platte 10 identisch und die Teile der Platte 11, die denen der Platte 10 ent sprechen, tragen dieselben Bezugszeichen, wie sie bereits oben verwendet worden sind, wobei jedoch ein Index angefügt worden ist. Um das innere Statorglied des Schrittschaltmotors zu bil den, sind die Statorplatten Rücken an Rücken angeordnet und in dieser Stellung dauerhaft miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt oder verklebt.

Die Statorkappe 12 hat ebenfalls die Form eines Kreisringes mit zentraler Öffnung. Um die Statorkappe 12 herum ist eine Anzahl von kegelförmigen Polen 25 angeordnet, die in Umfangsrichtung gleichmäßige Abstände voneinander haben. Alle Pole 25 ragen senkrecht in der gleichen Richtung von der Ebenen der Rückwand 24 der Statorkappe weg. Eine Umfangsseitenwand 26 steht von der Rückwand 24 in der gleichen Richtung weg, wie auch die Pole 25 von der Rückwand wegstehen. Der freie Rand 27 der Umfangsseiten wand 26 ist im Durchmesser aufgeweitet, so daß der Innendurch messer des freien Randes 27 etwa gleich ist dem Außendurchmesser der Statorplatte 10, so daß der Umfangsrand 16 der Platte 10 ohne Radialspiel im Rand 27 der Kappe 12 liegt.

Die Statorkappe 13 ist im wesentlichen der Statorkappe 12 iden tisch, und die Teile der Statorkappe 13, die denen der Stator kappe 12 entsprechen, sind mit den gleichen, oben bereits ver wendeten Bezugszeichen versehen, wobei ihnen ein Index angefügt ist. Durch Schweißen oder Kleben mit einem brauchbaren Kleber ist eine Tragplatte 33 mit einer zentralen Öffnung 35 an die Außenseite der Rückwand 24′ der Statorkappe 13 befestigt. Die Platte 33 ist mit Montageöffnungen 34 nahe ihrem Außenrand ver sehen, so daß mit ihrer Hilfe der Schrittschaltmotor an einem stationären Traggerüst befestigt werden kann.

Die Pole 15 und 25 der Platte 10 sowie der Kappe 12 sind von einem Spulenkörper 32 umgeben, um die eine Wicklung 31 aus elek trisch leitendem Draht gewickelt ist. Die freien Ränder 27 und 27′ der Statorkappen 12 und 13 sind in den Spalt 19 zwischen den Umfangsrändern 27 und 27′ der Statorplatten 10 und 11 in einer Anzahl von in Umfangsrichtung mit Abständen aufeinander folgenden Bereichen hineingebogen, wie es bei 39 dargestellt ist. Auf diese Weise sind die Ränder 27 und 27′ in dem Spalt 19 gehalten, um so eine dauerhafte mechanische Verbindung jeder Statorkappe 12 und 13 mit ihrer jeweiligen Statorplatte 10 bzw. 11 zu haben.

In der Öffnung 35 der Tragplatte 33 ist eine Büchse 38 gehalten, in der die Welle 39 mit ihrem einen Ende gelagert ist. Die Wel le 39 steht auslegeartig von der Trägerplatte 33 weg.

Der Stator, der sich nach einer Erregung des vorbeschriebenen Stators dreht, schließt eine auf der Welle 39 gelagerte Hülse 42 ein, sowie einen rohrförmigen Permanentmagneten 43, der die Hülse 42 umgibt und mit ihr verbunden ist. Zwischen der Hülse 42 und der Welle 39 sind zwei Kugellager 44 und 45 angeordnet, die die drehbare Lagerung des Rotors auf der Welle ergeben. Mit der Hül se 42 ist ein Element fest verbunden, das von dem Motor ange trieben werden soll. Dieses Element kann im Fall eines Schritt schaltmotors ein Indikator geeigneter Art, im Falle eines Ge bläses ein Gebläserad sein.

Der innere Laufring des Lagers 45 liegt an der nicht drehbaren Büchse 38 so fest an, daß der demzufolge gegenüber der Welle 39 festgelegt ist. Dem Aufbringen der notwendigen Anpreßkraft zum Anlegen des inneren Laufringes des Lagers 45 an der Büchse 38 dient ein Riegelglied 48, das auf das eine Ende eines die Wel le 39 umgebenden Kragens 49 einwirkt, der seinerseits mit diesem Ende am Innenring des Lagers 45 anliegt. Eine Druckfeder 50 um gibt die Welle 39 und stützt sich mit ihrem einen Ende an dem Ende des Kragens 49 ab, das dem dem Lager 45 zugekehrten Ende abgekehrt ist. Mit dem anderen Ende stützt sich die Feder 50 an einem Federteller 51 ab, der auf der Welle 39 angeordnet ist. Der Federteller 51 liegt mit einem Bund am inneren Laufring des Lagers 44 an und drückt diesen gegen einen Sprengring 52, der gegen axiale Bewegung durch Anordnung in einer Ringnut des äuße ren, freien Endes der Welle 39 gesichert ist. Auf diese Weise ist der innere Laufring des Kugellagers 44 gegenüber der Wel le 39 festgelegt.

Die Welle 39 ist mit einer Bohrung mit Innengewinde versehen, die sich vom freien Wellenende aus in axialer Richtung der Welle erstreckt. Im Bereich zwischen den Wellenenden ist in der die Bohrung umgebenden Wellenwand ein Radialschlitz 56 vor gesehen, der die Bohrung mit dem die Welle umgebenden Bereich verbindet.

Der Teil des Schlitzes 56, der jenseits der Bohrung 55 dem inne ren, an der Platte 33 gelagerten Ende der Welle 39 zugekehrt ist, bildet eine Schrägfläche oder Rampe 57, die sich allmählich ansteigend von der dem Schlitz 56 diametral gegenüberliegenden Seite der Bohrung 55 aus zur Außenfläche der Welle 39 erstreckt. Der Schlitz 56 ist in üblicher Weise durch ein rotierendes Schneidwerkzeug herstellbar, wobei die Rampe 57 die Form eines Kreisbogens erhält. Aus Fig. 1 und 3 ist ersichtlich, daß der Kragen 49 etwa symmetrisch zu dem außerhalb der Bohrung 55 lie genden Bereich des Radialschlitzes 56 liegt.

Für den Betriebszustand werden der Magnet 43, die Hülse 42, die Lager 44 und 45, der Kragen 49, die Feder 50 und der Federtel ler 51 zu einer Baugruppe zusammengebaut und diese Baugruppe wird auf die Welle 39 in die in Fig. 1 dargestellte Stellung auf geschoben. Danach wird der Sprengring 52 in die Umfangsnut der Welle 39 eingesetzt. Wiederum danach wird das Riegelglied 48, das vorzugsweise ein starrer Stift ist, in Längsrichtung in die Bohrung 55 eingesetzt, worauf ein separater Gewindestopfen 59 in das offene Ende der Bohrung 55 eingeschraubt wird (Fig. 3). Die äußere Stirnfläche des Gewindestopfens kann so ausgebildet sein, daß der Gewindestopfen mit einem Schraubenzieher oder vorzugs weise einem Steckschlüssel gedreht werden kann.

Ist der Gewindestopfen 59 in die Bohrung 55 eingeschraubt, so drückt er das Riegelglied 48 nach innen. Hierdurch gleitet das innere Ende des Riegelgliedes 48 entlang der Rampe 57 (Fig. 3) und wird dabei durch den Schlitz 56 in eine radial nach außen gerichtete Stellung gebracht, um mit der Innenfläche des Kra gens 49 zusammenzuwirken (Fig. 1). Wird der Gewindestopfen 59 weiter gedreht, so legt das Riegelglied 48 den Kragen 49 gegen den Innenring des Lagers 45 mit einer bestimmbaren Kraft an, so daß der Innenring ohne axiales Spiel zwischen dem Kragen 49 und der Büchse 38 liegt. Auf diese Weise ist der innere Lagerring des Lagers 45 auch gegenüber der Welle 39 festgelegt. Über den Federteller 51 legt die Feder 50 mit Vorspannung den Innenring des Lagers 44 gegen den Sprengring 52, so daß auch der Innenring des Lagers 44 gegenüber der Welle 39 festgelegt ist.

Die Erfindung ergibt eine einfache und kostengünstige Möglich keit, das Lager 45 an einem von der Platte 33 und der Büchse 38 gebildeten festen Widerlager anzulegen, während gleichzeitig die Kugellager 44 und 45 mittels der Feder 50 mit Vorspannung in ihrer Betriebsstellung gehalten sind.

Die Erfindung ist an einer bevorzugten Ausführungsform beschrie ben, die aber den durch die Ansprüche gegebenen Schutzumfang nicht beschränken soll und im Rahmen des sich aus den Ansprüchen ergebenden Schutzumfanges abgewandelt werden kann.

Im Rahmen einer Zusammenfassung kann die Erfindung wie folgt gekennzeichnet werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Elektromotor mit einer festste henden Welle 39, die mit Abstand voneinander in Richtung ihrer Längsachse zwei Lager 44, 45 zur drehbaren Lagerung eines Ro tors 42, 43 trägt. Die Welle weist eine Axialbohrung 55 auf, die mit einem Radialschlitz 56 der Welle in Verbindung steht. Ein Verriegelungsglied 48 mit einer vorgegebenen Längserstreckung erstreckt sich durch die Axialbohrung 55 und durch den Radial schlitz 56, um in Wirkverbindung mit dem einen 45 der La ger 44, 45 zu kommen. Ein in der Längsbohrung 55 angeordneter Stopfen 59 hält das Verriegelungsglied 48 in einer vorgegebenen Stellung. Im Bereich des Schlitzes 56 ist die Welle von einem Kragen 49 umgeben, der mit seinem einen Ende von dem Verriege lungsglied 48 in Anlage an dem vorgenannten einen Lager 45 ge halten wird. Die Welle 39 ist weiter von einer Druckfeder 50 umgeben, die mit ihrem einen Ende an dem Kragen 49, mit ihrem anderen Ende am anderen Lager 44 sich abstützt. Der Radial schlitz 56 ist an seinem dem erstgenannten Lager 45 zugekehrten Ende als Schrägfläche oder Rampe 57 ausgebildet, die der Führung des einen Endes des Verriegelungsgliedes 48 dient.

Claims

1. Elektromotor mit

1.1 einem feststehenden Tragelement,
1.2 einer mit ihrem einen Ende an dem Tragelement befestig ten, von diesem frei auskragenden Motorwelle,
1.3 einem die Motorwelle ringförmig umgebenden Rotor und
1.4 einem Paar Lager zwischen dem Rotor und der Motorwelle zur drehbaren Lagerung des Rotors auf der Motorwelle,

gekennzeichnet durch

1.5 ein Verriegelungsglied (48), das aus einem von der Motorwelle (39) umschlossenen Hohlraum (Längsbohrung 55) herausge führt ist und in Wirkverbindung mit einem (45) der bei den Lager (44, 45) zur Festlegung dieses Lagers gegenüber der Motorwelle steht.

2. Motor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kra gen (49), der die Motorwelle (39) umgibt, dessen eines Ende mit dem Lager (45) in Wirkverbindung steht, auf das das Ver riegelungsglied (48) einwirkt und auf den das Verriegelungs glied einwirkt.

3. Motor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Druckfe der (50), die die Motorwelle (39) umgibt, deren eines Ende an dem Ende des Kragens (49) anliegt, das dem Lager (45), mit dem der Kragen zusammenwirkt, abgekehrt ist und deren anderes Ende auf das andere Lager (44) einwirkt.

4. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mo torwelle (39) mit einer Längsbohrung (55) versehen ist, die sich vom einen Wellenende aus in die Welle erstreckt, und von der aus sich ein Radialschlitz (56) zur Wellenumfangs fläche erstreckt, wobei das Verriegelungsglied (48) in der Längsbohrung angeordet ist und durch den Radialschlitz hin durch sich über die Wellenumfangsfläche hinaus erstreckt.

5. Motor nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen in die Längsbohrung (55) der Motorwelle (39) hineinragenden Stop fen (59), an dem das in der Längsbohrung angeordnete Verrie gelungsglied (48) mit seinem einen Ende anliegt.

6. Motor nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Mittel zum Einstellen des Stopfens (59) innerhalb der Längsboh rung (55) der Motorwelle (39).

7. Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwellenlängsbohrung (55) und der Stopfen (59) über Ge winde zusammenwirken, so daß eine Drehbewegung des Stopfens dessen Längsbewegung in der Motorwellenlängsbohrung be wirkt.

8. Motor nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine im wesent lichen kegelförmige Schrägfläche (57) innerhalb der Motor welle (39), die sich von der Motorwellenlängsbohrung (55) zu dem Radialschlitz (56) erstreckt, wobei das Verriegelungs glied (48) mit seinem einen Ende an der Schrägfläche entlang gleitend gelagert ist und diese Gleitbewegung durch ein Ver stellen des Stopfens (59) in der Motorwellenlängsbohrung be wirkt wird und das mit der Schrägfläche zusammenwirkende Ende beim zwangsweisen Gleiten entlang der Schrägfläche aus dem Radialschlitz herausbewegt wird.

9. Motor nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen die Motor welle (39) umgebenden Kragen (49) im Bereich des Radial schlitzes (56), mit dessen Innenfläche das Verriegelungs glied (48) mit seinem aus dem Radialschlitz herausragenden Ende zusammenwirkt.

10. Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende der Längsbohrung (55) der Motorwelle (39) im Be reich des freien Motorwellenendes liegt, daß die Längsboh rung mit einem Innengewinde versehen ist und in dieser Boh rung ein mit einem Außengewinde versehener Stopfen (59) ver stellbar ist.

11. Verfahren zum Zusammenbau des Rotors und der Welle eines Elektromotors, gekennzeichnet durch folgende aufeinander folgende Schritte des Zusammenbaues:

11.1 Verwenden einer Motorwelle (39) mit einer Axialboh rung (55), die mit einem Radialschlitz (56) der Motor welle in Verbindung steht und die in einer Schräg fläche (57) endet, die den Radialschlitz teilweise be grenzt;
11.2 Anordnen des Rotors (42, 43) auf der Motorwelle (39) mit zwei Lagern (44, 45), die zwischen Rotor und Welle in der Längsrichtung der Welle gegeneinander versetzt sind;
11.3 Einsetzen eines stabförmigen Verriegelungsgliedes (48) in die Längsbohrung (55) der Motorwelle (39) und Ein stellen des Verriegelungsgliedes, daß es mit seinem einen Ende zum Gleiten auf der Schrägfläche (57) veran laßt wird, um mit diesem Ende aus dem Radial schlitz (56) herauszuragen, bis das Verriegelungsglied mit dem aus dem Radialschlitz herausragenden Ende auf eines (45) der beiden Lager (44, 45) einwirkt;
11.4 Festlegen des Verriegelungsgliedes (48) in dieser Stellung.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsglied (48) durch einen in der Motorwellen längsbohrung (55) verstellbaren Stopfen (59) verstellt wird, der auf das in der Längsbohrung befindliche Ende des Verriegelungsgliedes einwirkt.