DE3644128A1 - Elektrischer kleinmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Kleinmotor, der insbesondere für Scheibenwischeranlagen an Kraftfahrzeugen verwendet werden soll und die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.

Bei solchen elektrischen Kleinmotoren werden vor allem während der Einlaufzeit, während der die dem Kollektor zugewandte Stirnseite der Kohlen noch nicht voll an die Außenfläche des Kollektors angeglichen ist, durch die auf dem Kollektor schleifenden Kohlen beträchtliche Geräusche entwickelt. Die Schwingungen können über die Kohlenhalterplatte auf das Motorengehäuse und den Lagerschild übertragen und von dort nach außen abgestrahlt werden. Eine direkte Übertragung des Schalls von der Kohlenhalterplatte auf den Lagerschild hat man dadurch zu vermeiden gesucht, daß man die Kohlenhalterplatte an in den Lagerschild einknüpfbaren elastischen Gummipfropfen aufgehängt hat. Durch diese Maßnahme wird also nur die Übertragung von Schallschwingungen nach außen verringert. Nicht beseitigt dagegen wird die Schallquelle selbst, nämlich die nicht exakte Auflage der Kohlen auf dem Kollektor, die vor allem bei neuen Motoren zu beobachten ist.

Eine bessere Zuordnung zwischen der Lage des Kollektors und den Kohlen, also der Kohlenhalterplatte, auf der sich die Kohlen befinden, läßt sich dadurch erreichen, daß man die Kohlenhalterplatte genau koaxial zu einer Lageraufnahme im Lagerschild anordnet, in die ein Lager für den Motoranker eingesetzt ist. Dazu kann man, wie es in der DE-OS 26 46 886 geschehen ist, den Lagerschild mit einer Innenschulter und einen daran anschließenden Bund versehen, dessen Innenfläche koaxial zur Aufnahme des Lagers ist. Eine auf die Schulter gelegte und die Innenfläche des Bundes berührende Kohlenhalterplatte ist dann ebenfalls koaxial zur Lageraufnahme angeordnet.

Bei einem Lagerschild mit einer Innenschulter für die Kohlenhalterplatte ist es von Nachteil, daß die in das Gehäuseinnere vorspringende Schulter Platz auf der Kohlenhalterplatte wegnimmt, der auf der Seite der Kohlenhalterplatte, mit der diese auf der Schulter aufliegt, überhaupt nicht und auf der anderen Seite nur noch schwer zum Unterbringen von elektrischen Bauteilen verwendet werden kann, wenn man Kurzschlüsse vermeiden will.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen elektrischen Kleinmotor, der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, so weiterzuentwickeln, daß eine koaxiale Anordnung der Kohlenhalterplatte zur Lageraufnahme im Lagerschild möglich ist, ohne daß dadurch der auf der Kohlenhalterplatte zur Verfügung stehende Platz über Gebühr eingeschränkt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem elektrischen Kleinmotor mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 die Innenschulter Abschnitte unterschiedlicher Breite aufweist und daß die Kohlenhalterplatte an allen Abschnitten an der koaxialen Fläche des Bundes anliegt.

Bei einem erfindungsgemäßen elektrischen Kleinmotor hat also die Innenschulter breitere und schmälere Abschnitte. Für eine sichere Auflage der Kohlenhalterplatte in axialer Richtung sorgen dabei in erster Linie die breiten Abschnitte der Innenschulter. Zwischen diesen breiten Abschnitten steht auf der Kohlenhalterplatte im Bereich der schmäleren Abschnitte viel Platz zur Verfügung, der für die Befestigung von elektrischen Bauteilen auf der Kohlenhalterplatte benutzt werden kann. Die schmäleren Abschnitte der Innenschulter entstehen vorzugsweise erst bei einer Nachbehandlung des Bundes des Lagerschilds. Sie sind dann in erster Linie eine Folge davon, daß man auf einem möglichst großen Winkelbereich und nicht nur im Bereich der breiten Abschnitte der Innenschulter eine Anlage der Kohlenhalterplatte an der koaxialen Fläche des Bundes haben will und deshalb den Bund auch zwischen den breiteren Abschnitten der Innenschulter bearbeitet. Nichtsdestoweniger tragen die schmalen Abschnitte der Innenschulter dennoch zur axialen Abstützung der Kohlenhalterplatte bei.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung kann man den Unteransprüchen entnehmen.

So wird z. B. eine Ausführung besonders bevorzugt, bei der die Innenschulter in einem Radius mit anschließender Schräge von einem schmalen in einen breiten Abschnitt übergeht. Dadurch kann man erreichen, daß bei einem axialen Einstich eines Abdrehwerkzeugs keine abrupten Laständerungen auftreten.

Bei vielen elektrischen Kleinmotoren sind die Kohlen in auf der Kohlenhalterplatte befestigten Kohlenhaltern aus Metall verschiebbar und über eine Schraubenfeder an einem geschlossenen Ende des Kohlenhalters abgestützt. Eine Möglichkeit der Montage ist es, die Druckfeder erst nach der Befestigung der Kohlenhalterplatte am Lagerschild in den Kohlenhalter einzuschieben und dann das dem Kollektor des Motors abgelegene Ende des Kohlenhalters zu verschließen, indem eine einstückig an den Kohlenhalter angeformte Lasche umgebogen wird. Da sich die Lasche am Kohlenhalter wenigstens teilweise auf Höhe des Bundes am Lagerschild befindet, weist der Bund Aussparungen auf, in denen die noch nicht umgebogenen Verschlußlaschen der verschiedenen Kohlenhalter liegen und beim Umbiegen bewegt werden können. Damit nun die Kohlenhalterplatte auch im Bereich dieser Aussparungen die koaxiale Fläche des Bundes berühren kann, liegt gemäß Anspruch 5 die Innenschulter in axialer Richtung tiefer als der Boden der Aussparungen.

Durch eine koaxiale Zuordnung zwischen der Kohlenhalterplatte und der Lageraufnahme im Lagerschild und damit dem eingesetzten Lager und dem Kollektor wird erreicht, daß durch das Entlangschleifen der Kohlen auf dem Kollektor wesentlich weniger Geräusche entstehen. Die direkte Auflage der Kohlenhalterplatte auf dem Lagerschild ist deshalb unschädlich. Auch kann nun die Kohlenhalterplatte in besonders vorteilhafter Weise dadurch am Lagerschild befestigt werden, daß gemäß Anspruch 6 der sich außen an die Innenschulter anschließende Bund an einzelnen Stellen über die Kohlenhalterplatte verstemmt ist. Die verstemmten Stellen des Bundes liegen vorzugsweise im Bereich der breiteren Abschnitte der Innenschulter.

Wegen der doch beträchtlichen Kräfte, die die Verstemmung des Bundes erfordert, ist gemäß Anspruch 8 bis zu der Stelle, an der der Bund verstemmt ist, eine vorzugsweise radiale bis zur Innenschulter führende Rippe an den Lagerschild angeformt. Diese Rippe verstärkt die Innenschulter.

Bei vielen elektrischen Kleinmotoren sind das Motorgehäuse und der Lagerschild mit Hilfe von Schiebern aneinander befestigt. Der Schieber wird durch eine Aussparung des Motorengehäuses zwischen dem Lagerschild und der an diesem befestigten Kohlenhalterplatte in das Innere des Motorengehäuses geschoben. Dann wird durch den Lagerschild hindurch eine Schraube in eine mit einem Innengewinde versehene Öffnung des Schiebers eingedreht und dabei der Schieber gegen den Lagerschild und einen Anschlag des Motorengehäuses gezogen. Beim Ansetzen und Eindrehen der Schraube in den Schieber muß dieser so gehalten werden, daß er der Schraube nicht ausweicht. Bei Schiebern in Winkelform mit einem außen am Motorgehäuse anliegenden Schenkel kann man gegenhalten, indem man diesen äußeren Schenkel gegen das Motorengehäuse drückt. Bei ebenen Schiebern, die nicht über das Motorengehäuse vorstehen, oder bei Schiebern in Winkelform, die mit einem in Längsrichtung des Motorengehäuses verlaufenden Schenkel in einer stirnseitig offen und mit einem Anschlag versehenen Aussparung des Motorengehäuses liegen, ist ein Gegenhalten schwieriger. Man hat deshalb bei diesen Ausführungen an den Lagerschild einen unterhalb des Schiebers laufenden Steg oder Vorsprung angeformt, auf dem der Schieber aufliegen kann. Nachteilig daran ist, daß dieser Steg oder Vorsprung nicht in axialer Richtung des Lagerschilds entformt werden kann. Es ist vielmehr eine Entformung senkrecht zur Achsrichtung notwendig, die ein kompliziertes Werkzeug erfordert und im Zusammenwirken mit der axialen Entformung der übrigen Abschnitte des Lagerschilds zu einem Grat führt, der nachbearbeitet werden muß.

Ist nun, wie in einer Weiterbildung eines erfindungsgemäßen elektrischen Kleinmotors, die Kohlenhalterplatte mit dem Lagerschild verstemmt, so kann der Steg am Lagerschild entfallen und die Kohlenhalterplatte als Gegenlager für den Schieber dienen. Während bei elektrischen Kleinmotoren nach dem Stand der Technik, bei denen die Kohlenhalterplatte mit Gumminippeln am Lagerschild aufgehängt ist, bei einer Verwendung der Kohlenhalterplatte als Gegenlager die Gefahr bestünde, daß die Kohlenhalterplatte aus den Gumminippeln herausgedrückt wird, ist bei einem Elektromotor, bei dem die Kohlenhalterplatte durch Verstemmen oder Verschrauben am Lagerschild gehalten ist, die Benutzung der Kohlenhalterplatte als Gegenlager für die Schieber möglich.

Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines elektrischen Kleinmotors ist in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen soll die Erfindung nun näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Innenseite des Lagerschilds ohne Kohlenhalterplatte,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht gemäß Fig. 1 mit montierter Kohlenhalterplatte,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV aus Fig. 3,

Fig. 5 einen axialen Teilschnitt durch Motorgehäuse und Lagerschild, in dem Bereich, in dem die beiden Teile mit Hilfe einer Schraube und eines Schiebers miteinander verbunden sind, und

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Flachseite des in Fig. 5 gezeigten Schiebers.

Der in den Figuren gezeigte Lagerschild 10 ist aus einem Metall, vorzugsweise Zink oder Aluminium hergestellt. Zentral besitzt der Lagerschild 10 eine Auswölbung 11, in der eine Aufnahme 12 für ein Kalottenlager und eine Aufnahme 13 für ein Kugellager 14 gebildet sind. An seinem äußeren Rand trägt der Lagerschild ein in entgegengesetzter Richtung wie die Auswölbung 11 vorspringenden Kragen 15, der, abgesehen von zwei sich diametral gegenüberliegenden Unterbrechungen, um den gesamten Lagerschild herumläuft. Am freien Ende ist der Kragen 15 mehrfach gestuft, so daß eine Außenschulter 16 und eine Innenschulter 17 entstanden sind, die durch einen Bund 18 voneinander getrennt werden. Die Breite der Außenschulter 16 entspricht in etwa der Breite des Mantels 19 des Motorengehäuses. Die Innenschulter 17 weist Abschnitte unterschiedlicher Breite auf. Vier breitere Abschnitte 25, die gleichmäßig über den gesamten Umfang der Innenschulter 17 verteilt sind, erstrecken sich in Umfangsrichtung jeweils um einen Winkel von etwa 18 Grad. Der Lagerschild ist durch mehrere Rippen 26 verstärkt, die sich auf der Innenseite des Lagerschilds 10 zwischen einem die Auswölbung 11 umgebenden Bund 27 und dem Kragen 15 erstrecken. Insbesondere führt jeweils eine Rippe 26 zu den breiteren Abschnitten 25 der Innenschulter 17. Zwischen den Abschnitten 25 befinden sich die schmaleren Abschnitte 28 der Innenschulter 17. Diese Abschnitte gehen in einem Radius mit anschließender Schräge 29 in die breiten Abschnitte 25 über. Der Bund 18 des Kragen 15 weist drei Aussparungen 35 auf, die zu seiner Stirnseite hin offen sind und sich über seine gesamte Breite erstrecken. Wie die Fig. 2 deutlich zeigt, reichen die Aussparungen 35 nicht bis zur Innenschulter 17, so daß zwischen dieser und den Aussparungen 35 der Bund 18 noch auf einer gewissen Höhe vorhanden ist. Eine weitere Aussparung 36 des Bundes 18 dagegen reicht bis auf die Höhe der Innenschulter 17 hinab.

Die Innenfläche 37 des Bundes 18 ist nach dem Gießen des Lagerschilds 10 so bearbeitet, daß sie exakt koaxial zu den Lageraufnahmen 12 und 13 ausgerichtet ist.

An dem Lagerschild 10 aus den Fig. 1 und 2 kann eine Kohlenhalterplatte 40 befestigt werden. Die Form dieser Kohlenhalterplatte 40 sowie die Art ihrer Befestigung ist näher aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich. Auf der Kohlenhalterplatte 40 sind drei metallische Kohlenhalter 41 sowie zwei Entstörspulen 42 befestigt. Weitere elektrische Bauteile können auf der Kohlenhalterplatte vorgesehen sein. Die radial außen liegenden Enden der Kohlenhalter 41 werden durch das Umbiegen von Laschen 43 verschlossen, die in dem in Fig. 3 gezeigten Zustand von Lagerschild und Kohlenhalterplatte noch durch die Aussparungen 35 im Bund 18 nach außen gerade wegstehen.

Mit einer über ihren über weite Bereiche kreisrunden äußeren Rand 44 vorspringenden Baßfeder 45 greift die Kohlenhalterplatte 40 in die Aussparung 36 des Bundes 18. Baßfeder 45 und Aussparung 36 im Bund 18 geben also eine bestimmte Winkellage der Kohlenhalterplatte 40 vor.

Sowohl im Bereich der breiten Abschnitte 25 als auch im Bereich der schmaleren Abschnitte 28 der Innenschulter 17 liegt die Kohlenhalterplatte 40 an der Innenfläche 37 des Bundes 18 an und ist damit bezüglich der Lageraufnahmen 12 und 13 zentriert. Damit ergibt sich eine genaue Lage der Kohlenhalter 41 bezüglich des Kollektors eines Motorankers und damit ein ruhiger Lauf der Kohlen 46.

Bei der Montage wird die Kohlenhalterplatte 40 zunächst auf die Innenschulter 17 gelegt. Dann wird der Bund 18 im Bereich der breiten Abschnitte 25 der Innenschulter 17 nach innen über die Kohlenhalterplatte 40 verstemmt, wie dies besonders deutlich aus Fig. 4 ersichtlich ist. Damit ist die Kohlenhalterplatte 40 unverlierbar am Lagerschild 10 befestigt. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist zur Verstemmung des Bundes 18 ein scharfkantiges Werkzeug benutzt worden. Es ist jedoch auch möglich, den Bund 18 mit einem runden Werkzeug zu verstemmen. Dieses kann schräg zur Achse des Lagerschilds 10 am Bund 18 angesetzt werden, so daß sich eine schräg verlaufende Eindellung des Bundes 18 ergibt.

Wie weiter oben schon erwähnt, ist der Kragen 15 des Lagerschilds 10 an zwei gegenüberliegenden Stellen unterbrochen. Radial weiter innen liegend als der Kragen 15 besitzt der Lagerschild 10 an diesen Stellen jeweils eine Bohrung 50, durch die eine Schraube 51 eingeführt werden kann, wie dies näher aus Fig. 5 ersichtlich ist. Die Schraube 51 dient zusammen mit einem Schieber 52 dazu, den Mantel 19 des Motorengehäuses und den Lagerschild 10 miteinander zu verbinden. Der Mantel 19 des Motorengehäuses liegt auf der Außenschulter 16 des Kragens 15 auf. An den Unterbrechungen des Kragens 15 stehen vom Mantel 19 zwei Laschen 53 mit einem Durchbruch 54 hoch. Der Schieber 52 ist ein ebenes Metallplättchen, das gegen sein inneres Ende hin von den Seiten her stufenartig abgesetzt ist. Diese Stufen 55 stoßen beim Einschieben gegen Anschläge am Lagerschild 10 und begrenzen damit den Weg des Schiebers 52 nach innen. Jeder Schieber besitzt eine Bohrung 56 mit einem Innengewinde 57. Sind beim Einschieben die Stufen 55 gegen ihre Anschläge gestoßen, so fluchten die Bohrungen 50 und 56 im Lagerschild 10 bzw. im Schieber 52. Auch ragt der Schieber dann noch in den Durchbruch 54 der Lasche 53 hinein.

Im Bereich der Bohrungen 50 des Lagerschilds 10 besitzt die Kohlenhalterplatte 40 jeweils eine Aussparung 60, die radial offen ist und in ihrer Breite dem Durchmesser der Bohrungen 50 im Lagerschild 10 entspricht. Die Aussparungen 60 sind somit wesentlich schmäler als die Breite eines Schiebers 52, so daß die Kohlenhalterplatte 40 im Bereich der Bohrung 56 der Schieber 52 unter diese greift.

Beim Zusammenbau des Lagerschilds 10 und des Motorengehäusemantels 19 wird der Lagerschild zunächst mit seiner Außenschulter 16 auf den Mantel 19 aufgesetzt. Dann werden zwei Schieber 52 durch die jeweiligen Laschen 53 zwischen den Lagerschild 10 und die Kohlenhalterplatte 40 bis zum Anschlag in das Innere des Gehäuses hineingeschoben. Anschließend werden zwei Schrauben 51 durch die Bohrungen 50 des Lagerschilds 10 eingeführt, auf die Schieber 52 aufgesetzt und in deren Bohrung 56 eingedreht. Als Gegenlager dient dabei die Kohlenhalterplatte 40, die durch die Verstemmung des Bundes 18 des Kragens 15 sicher am Lagerschild 10 sitzt. Irgendwelche Stege oder Vorsprünge, die an den Lagerschild angeformt sind, sind als Gegenlager nicht mehr notwendig.

Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel sind ebene Plättchen als Schieber verwendet. Ist die Benutzung der Kohlenhalterplatte als Gegenlager bei solchen Schiebern auch von besonderem Vorteil, so ist doch leicht einsichtig, daß die Kohlenhalterplatte auch bei anderen Formen von Schiebern als Gegenlager dienen kann. Auch erscheint die Verwendung der Kohlenhalterplatte als Gegenlager schon dann von Vorteil, wenn sie nur fest mit dem Lagerschild verbunden ist, ohne daß die Merkmale des Anspruchs 1 verwirklicht wären.

Claims (12)

1. Elektrischer Kleinmotor, mit einem Motorengehäuse (19) für den Motoranker, mit einem Lagerschild (10), der das Motorengehäuse (19) stirnseitig verschließt und an dem eine Aufnahme (12, 13) für ein Lager (14) der Ankerwelle ausgebildet ist, und mit einer Kohlenhalterplatte (40), die am Lagerschild (10) befestigt ist und an einer Innenschulter (17) des Lagerschilds (10) auf- und einer zur Achse koaxialen Fläche (37) eines Bundes (18) des Lagerschilds (10) mit ihrem äußeren Rand (44) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschulter (17) Abschnitte (25, 28) unterschiedlicher Breite aufweist und daß die Kohlenhalterplatte (40) an allen Abschnitten (25, 28) an der koaxialen Fläche (37) des Bundes (18) anliegt.

2. Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (25) größerer Breite gleichmäßig über den gesamten Umfang der Innenschulter (17) verteilt sind.

3. Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschulter (17) in einem Radius mit anschließender Schräge (29) von einem schmalen Abschnitt (28) in einen breiten Abschnitt (25) übergeht.

4. Elektrischer Kleinmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die breiten Abschnitte (25) in Umfangsrichtung einen Winkel zwischen 15 und 25 Grad, vorzugsweise zwischen 16 und 20 Grad einnehmen.

5. Elektrischer Kleinmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der sich außen an die Innenschulter (17) anschließende Bund (18) in Winkelbereichen, in denen sich auf der Kohlenhalterplatte (40) die Kohlenhalter (41) befinden, Aussparungen (35) aufweist, und daß die Innenschulter (17) in axialer Richtung tiefer liegt als der Boden der Aussparungen (35).

6. Elektrischer Kleinmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der sich außen an die Innenschulter (17) anschließende Bund (18) zur Befestigung der Kohlenhalterplatte (40) an einzelnen Stellen über die Kohlenhalterplatte (40) verstemmt ist.

7. Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß verstemmte Stellen des Bundes (18) im Bereich der breiteren Abschnitte (25) der Innenschulter (17) liegen.

8. Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle, an der der Bund (18) verstemmt ist, eine vorzugsweise radiale, an den Lagerschild (10) angeformte Rippe (26) an der Innenschulter (17) endet.

9. Elektrischer Kleinmotor, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einem Schieber (52), der zwischen der Kohlenhalterplatte (40) und dem Lagerschild (10) angeordnet ist und durch eine durch den Lagerschild (10) hindurchgreifende Schraube (51) gegen einen Anschlag (53) am Motorengehäuse (19) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenhalterplatte (40) im Bereich zwischen der Mitte der Schraube (51) und ihrem äußeren Rand (44) unter den Schieber (52) greift.

10. Elektrischer Kleinmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenhalterplatte (40) unterhalb der Öffnung (50) im Lagerschild (10) für die Schraube (51) einen Durchbruch (60) besitzt, der senkrecht zur Einführrichtung des Schiebers (52) ungefähr dem Durchmesser der Schraube (51) entspricht.

11. Verfahren zum Zusammenbau eines elektrischen Kleinmotors, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Eindrehen der Schraube (51) die Kohlenhalterplatte (40) für den Schieber (52) als Gegenlager dient.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (52) ein ebenes, über das Motorengehäuse (19) nicht vorstehendes Plättchen ist.