DE3545886A1 - Rotor fuer einen elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen Elektromotor, insbesondere einen permanentmagnetischen Rotor, vorzugs­ weise für Synchron- oder Schrittmotor, mit einer gelagerten Welle, wobei zwischen Lager und Rotor eine Anlaufscheibe vorgesehen ist.

Derartige Rotoren sind bekannt. Bei der Drehbewegung darf keine direkte Berührung zwischen Rotorkern und Lager statt­ finden, um in diesem Bereich einen Abrieb zu verhindern. Aus diesem Grunde ist bei einseitig oder auch beidseitig ge­ lagerten Rotoren zwischen diesen und den Lagern jeweils eine Anlaufscheibe eingebaut.

Diese können bei Relativbewegungen zum Rotor Geräusche ver­ ursachen und vor allem bei der Montage und bei permanentmag­ netischen Rotoren während der Magnetisierung bedeutet die Berücksichtigung der Anlaufscheiben einen erheblichen Aufwand. Insbesondere ist wegen der Anlaufscheiben und evtl. auch einer Druckfeder im Bereich des Rotors eine Weiterver­ arbeitung mit Automaten praktisch nicht möglich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Rotor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der eine derart vereinfachte Handhabung bei der endgültigen Montage­ oder einer evtl. Magnetisierung ermöglicht, daß Automaten eingesetzt werden können. Ferner soll die Laufruhe des Motors erhöht werden.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen darin, daß die Anlaufscheibe mit dem Rotor in Drehrichtung form­ schlüssig gekuppelt und an dem Rotor festgelegt ist. Da­ durch kann diese Anlaufscheibe - bei einem zweiseitig gela­ gerten Rotor beide Anlaufscheiben - mit dem Rotor vorgefertigt verbunden sein, so daß dieser anschließend beliebig gehandhabt werden kann, ohne daß noch auf die zwischen Rotor und Lager anzuordnenden Anlaufscheiben geachtet werden muß. Ferner werden Relativbewegungen zwischen den Scheiben und dem Rotor und somit Geräusche vermieden.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Anlaufscheibe unrund ist und mit ihrem Umfang formschlüssig in eine analog konturierte Ausnehmung der Rotorstirnseite paßt.

Besonders zweckmäßig vor allem bei der Montage oder einer evtl. Magnetisierung ist es, wenn die Anlaufscheibe in axialer, von dem Rotor weggerichteter Richtung formschlüssig mit dem Rotor verbunden ist. Dadurch ist sichergestellt, daß die Anlaufscheibe beim Montieren oder sonstigen Hand­ haben des Rotors nicht aus ihrer Gebrauchsstellung verloren geht.

Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere der Kontur der Anlaufscheibe und der formschlüssigen Verbindung mit dem Rotor sowie der Verbindung einer evtl. zusätzlich vorge­ sehenen Druckfeder am Rotor zur Beseitigung von axialem Spiel sind Gegenstand der Ansprüche 4 bis 12.

Vor allem bei Kombination der vorerwähnten und der in den sonstigen Ansprüchen enthaltenen Merkmale und Maßnahmen ergibt sich ein Rotor, bei welchem Anlaufscheiben und eine evtl. Feder gegen Herausfallen gesichert sind, so daß der Rotor als Kompletteil vorbereitet werden kann, so daß die weitere Bearbeitung erheblich vereinfacht ist. Inbeson­ dere können Handlingsautomaten und im Falle eines zu magne­ tisierenden Rotors eine Roboter-Magnetisierung zum Einsatz kommen. Darüber hinaus sind Einzelteile auf ein Minimum reduziert.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden Einzelheiten anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel noch näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 einen vollständig zusammengesetzten Elektro­ motor mit einem erfindungsgemäßen Rotor,

Fig. 2 einen Längsschnitt des Rotors mit Welle und beidseitig angeordneten formschlüssig befestigten Anlaufscheiben, wobei auf einer Seite auch eine Druckfeder vorgesehen ist, sowie

Fig. 3 eine Stirnseite des Rotors gemäß Fig. 2 mit einer einen unrunden Umriß aufweisenden Anlauf­ scheibe.

Ein im ganzen mit 1 bezeichneter Elektromotor weist einen Rotor 2 auf, der insbesondere im Falle eines Synchron- oder Schrittmotors ein permanentmagnetischer Rotor sein könnte.

Der Rotor 2 hat eine im Ausführungsbeispiel beidseits ge­ lagerte Welle 3, wobei gemäß Fig. 1 zwischen Lager 4 - beispielsweise einem Sinterlager - und Rotor 2 jeweils eine Anlaufscheibe 5 vorgesehen ist.

Vor allem anhand der Fig. 2 und 3 erkennt man, daß die Anlaufscheiben 5 mit dem Rotor 2 in Drehrichtung formschlüssig gekuppelt und in noch zu beschreibender Weise am Rotor 5 festgelegt sind.

Vor allem aus Fig. 3 wird deutlich, daß die Anlaufscheibe 5 unrund ist und mit ihrem Umfang formschlüssig in eine analog konturierte Ausnehmung 6 der Rotorstirnseite paßt. Die An­ laufscheiben 5 sind dabei auch in axialer, von dem Rotor weg­ gerichteter Richtung formschlüssig mit dem Rotor 5 ver­ bunden, was im folgenden noch näher erläutert wird.

Gemäß Fig. 3 ist die Kontur der Anlaufscheibe 5 ein durch wenigstens eine, im Ausführungsbeispiel drei Abflachungen 7 unterbrochener Kreis. Dies kommt einerseits der Rotations­ symmetrie des Rotors entgegen, ermöglicht aber dennoch, die Anlaufscheiben 5 formschlüssig in entsprechend konturierte Ausnehmungen 6 anzulegen. Die abgeflachten Umfangsbereiche 7 sind dabei jeweils durch Bogenstücke 8 verbunden.

In Fig. 1 und 2 erkennt man, daß die Ausnehmungen 6 des Rotors 2, in welchen die Anlaufscheiben 5 formschlüssig ge­ halten sind, eine größere Tiefe haben, als es der Dicke der Anlaufscheiben 5 entspricht. Somit ergibt sich an der Rotorstirnseite gegenüber den Anlaufscheiben noch ein ge­ wisser Überstand, jedoch stehen die Lager 4 bis zu den Scheiben vor.

Der erwähnte Überstand der Ausnehmungen 6 steht im Zusammen­ hang mit der formschlüssigen Festlegung der Anlaufscheiben 5 in axialer Richtung. Zumindest der unmittelbar auf der Welle 3 befindliche Kern 9 des Rotors kann nämlich zweck­ mäßigerweise aus Kunststoff oder einer Aluminiumlegierung bestehen und die Ausnehmung 6 zur Aufnahme der Anlaufscheibe 5 ist in dem Kunststoff oder der Aluminiumlegierung vorgesehen. Am Rand der Ausnehmung 6 erkennt man nun wenigstens eine, im Ausführungsbeispiel am Umfang verteilt drei Verformungen 10, die die Anlaufscheibe 5 an ihrer Außenseite übergreifen und zweckmäßigerweise nach dem Einfügen der Anlaufscheibe 4 ange­ formt sind. Die Verformungen 10 des Rotorkernes 9 können da­ bei den Außenrand der Anlaufscheibe 5 vorzugsweise an den Bogenstücken 8 übergreifen, wie man es in Fig. 3 erkennt.

Eine besonders zweckmäßige und wichtige Ausgestaltung der Er­ findung besteht darin, daß der Rotorkern 9 in seinem Inneren nahe einer Stirnseite eine einstückig eingeformte Hülse 11 mit einer Ausnehmung zum Einsetzen einer Druckfeder 12 aufweist, wobei die Hülse 11 kürzer als die Druckfeder 12 selbst ist. Mit axialem Abstand zur Stirnseite der Hülse 11 ist ebenfalls innerhalb des Rotorkernes 9 die Anlaufscheibe 5 gleichzeitig als äußeres Gegenlager für die Druckfeder 12 angeordnet. Somit erhält in diesem Falle die Anlaufscheibe 5 eine Doppelfunktion, indem sie einerseits die ein Axialspiel verhindernde Druckfeder 12 hält und andererseits ihre An­ lauffunktion mit dem zugehörigen Lager 4 erfüllt.

Der Kern 9 des Rotors 2 steht gegenüber dem magnetisierbaren Mantel 13 an der Rotorstirnseite radial über und ist bezüglich seines Außendurchmessers in diesem überstehenden Bereich in Form eines Flansches 14 vergrößert, der allerdings den Durchmesser des Mantels in diesem Falle nicht überragt. Dabei hat der Rotorkern 9 von beiden Stirnseiten her in sein Inneres eingreifende ringförmige Ausnehmungen 15, die im Ausführungsbeispiel durch Rippen 16 ausgesteift sind. Die nicht an der Druckfeder 12 abgestützte Anlaufscheibe 5 liegt dabei an beiden Rändern einer solchen Ringausnehmung 15 an, um eine gute Abstützwirkung zu ergeben.

Es sei noch erwähnt, daß der Rotor 2 auch einstückig aus kunststoffgefülltem Magnetmaterial bestehen kann. In diesem Falle wären die Teile 9 und 13 nur ein einziges Teil.

Vor allem in Fig. 2 erkennt man, daß der gesamte Rotor 2 ins­ gesamt ein sehr einfaches Teil ist, obwohl er beidseits An­ laufscheiben 5 und im Inneren eine Druckfeder 12 aufweist. Da die Anlaufscheiben formschlüssig verbunden sind, er­ geben sich vor allem keine Relativbewegungen zwischen diesen Anlaufscheiben 5 und dem eigentlichen Rotor 2 oder dem Rotorkern 9, so daß auch keine entsprechenden Geräusche durch eine solche Relativbewegung und kein Verschleiß des Rotors verursacht wird. Dies gilt auch für die Druckfeder 12 und ihre Halterung, die keinerlei Relativbewegung zu dem Rotor oder seinem Kern durchführen kann. Somit wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Rotors 2 nicht nur dessen Handhabung vereinfacht, sondern es werden auch uner­ wünschte Geräuschentwicklungen vermieden.

Claims (12)

1. Rotor für einen Elektromotor, insbesondere permanentma­ gnetischer Rotor, vorzugsweise für Synchron- oder Schrittmotor, mit einer gelagerten Welle, wobei zwischen Lager und Rotor eine Anlaufscheibe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (5) mit dem Rotor (2) in Drehrichtung formschlüssig gekuppelt und an dem Rotor (5) festgelegt ist.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (5) unrund ist und mit ihrem Umfang form­ schlüssig in eine analog konturierte Ausnehmung (6) der Rotorstirnseite paßt.

3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (5) in axialer, von dem Rotor wegge­ richteter Richtung formschlüssig mit dem Rotor (5) ver­ bunden ist.

4. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (5) in einer Ausnehmung (6) des Rotors (2) formschlüssig gehalten ist, deren Tiefe größer als die Dicke der Anlaufscheibe (5) ist.

5. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kontur bzw. der Umriß der Anlaufscheibe (5) ein durch wenigstens eine Abflachung (7) vorzugs­ weise drei Abflachungen (7) unterbrochener Kreis ist.

6. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die abgeflachten Umfangsbereiche (7) der Anlaufscheibe (5) durch Bogenstücke (8) verbunden sind.

7. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der unmittelbar auf der Welle (3) befindliche Kern (9) des Rotors (2) aus Kunst­ stoff, einer Aluminiumlegierung oder dergleichen Werk­ stoff besteht und die Ausnehmung (6) zur Aufnahme der Anlaufscheibe (5) in dem Kunststoff, der Aluminiumle­ gierung oder dergleichen vorgesehen ist, und daß am Rand der Ausnehmung (6) wenigstens eine, vorzugsweise am Umfang verteilt mehrere Verformungen (10) angeordnet sind, die die Anlaufscheibe (5) an ihrer Außenseite übergreifen und vorzugsweise nach dem Einfügen der Anlaufscheibe (5) in die Ausnehmung (6) angeformt sind.

8. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verformungen (10) des Rotorkernes (9) den Außenrand der Anlaufscheibe (5) vorzugsweise an einem Bogenstück (8) übergreifen.

9. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rotorkern (9) in seinem Inneren nahe einer Stirnseite eine einstückig eingeformte Hülse oder dergleichen mit einer Ausnehmung zum Einetzen einer Druckfeder (12) aufweist, die kürzer als die Druckfeder (12) ist, und daß mit axialem Abstand zur Stirnseite dieser im Inneren des Rotorkerns (9) angeordneten und endenden Hülse (11) ebenfalls innerhalb des Rotorkernes (9) die Anlaufscheibe (5) als äußeres Gegenlager für die Druckfeder (12) angeordnet ist.

10. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kern (9) des Rotors (2) gegenüber dem magnetisierbaren Mantel (13) an der Rotorstirnseite übersteht und bezüglich seines Außendurchmessers in dem überstehenden Bereich als Flansch (14) ausgebildet ist.

11. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rotorkern (9) von beiden Stirnseiten her in sein Inneres eingreifende ringförmige Aus­ nehmungen (15) hat, die gegebenenfalls durch Rippen (16) ausgesteift sind, und daß die nicht an der Druckfeder (12) abgestützte Anlaufscheibe (5) an beiden Rändern der Ringausnehmung (15) anliegt.

12. Rotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß er einstückig aus kunststoffgefülltem Magnetmaterial besteht.