DE3721757C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gleitlager für einen über Bürsten mit Strom versorgten Rotor eines Elektromotors mit einem zwei ballige Laufflächen aufweisenden Lagerkörper, der eine Bohrung zur Aufnahme und Zentrierung der Welle des Rotors aufweist und der mit seinen beiden Lagerflächen zwischen einem Lagerschild und einer Klemmbrille unter der Wirkung federelastischer Kräfte schwenkbar eingespannt ist, wobei die Klemmbrille durch ein mit dem Lagerschild mittels mechanischer Befestigungsmittel verbundenes Flanschteil gehalten wird und wobei die federelastischen Kräfte durch elastische Verformung der Klemmbrille selbst entstehen.

Ein derartiges Gleitlager ist bereits aus dem DE-U 19 89 916 bekannt. Bei diesem Gleitlager stützt sich die eine Lagerfläche des Lagerkörpers an der federelastisch ausgebildeten Klemmbrille und die andere Lagerfläche an dem Lagerschild ab. Dadurch, daß zwar die federelastisch ausgebildete Klemmbrille gegen das Flanschteil des Lagerschildes mit Vorspannung gepreßt wird und gleichzeitig die untere Lagerfläche des Lagerkörpers mit Spiel im Lagerschild gelagert ist (Fig. 1), muß zwangsweise der Lagerkörper leicht beweglich in der Klemmbrille und dem Lagerschild geführt sein. Eine definierte Radialreibung zwischen dem Lagerkörper und der Klemmbrille sowie zwischen dem Lagerkörper und dem Lagerschild ist hier demnach nicht vorgesehen, so daß die vom Rotor auf den Lagerkörper einwirkenden Erschütterungen nicht wirkungsvoll genug zum Lagerschild hin abgedämpft werden können.

Aus dem DE-U 75 21 859 ist weiterhin ein Kalottengleitlager bekannt, das zur Dämpfungsbildung am Lagerkörper mit Vorspannung angreifende Federelemente aufweist. Da eine Einstellung des Reibmomentes während der Montage des Gleitlagers hier nicht vorgesehen ist, werden aufgrund der unvermeidbaren Fertigungstoleranzen der einzelnen Gleitlagerteile nach dem Zusammenbau auch unterschiedliche Reibmomente am Lagerkörper entstehen, die, wenn sie zu hoch sind, zu einem zu starren Gebilde des Gleitlagers und die, wenn sie zu gering sind, zu Klappergeräuschen führen können.

Weiterhin ist aus der AT-PS 2 06 231 ein Gleitlager bekannt, bei dem ein kugelförmiger Lagerkörper mitsamt der Klemmbrille entgegen der Kraft einer Druckfeder verschoben werden kann. Zwar wird durch die auf den Lagerkörper federnd einwirkende Klemmbrille ermöglicht, daß der Lagerkörper einerseits in radialer Richtung verschiebbar ist und andererseits auf ihn eine vorgegebene Reibkraft einwirkt. Eine Einstellung der Verschiebekraft an der Klemmbrille in radialer Richtung sowie eine Einstellung der Reibkraft zwischen den Lagerflächen des Lagerkörpers und der Klemmbrille und dem Lagerschild während der Montage des Gleitlagers ist hier aber nicht vorgesehen. Dies führt zu dem Nachteil, daß aufgrund der auftretenden Fertigungstoleranzen an den einzelnen Gleitlagerteilen nach dem Zusammenbau unterschiedliche Reibkräfte an dem Gleitlager auftreten können.

Schließlich ist aus dem DE-U 84 22 683 ein Gleitlager bekannt, dessen Lagerkörper in einer Lageraufnahme angeordnet ist und bei dem zu beiden Seiten der Lageraufnahme je eine nach außen abschirmende Lagerkappe vorgesehen ist. Die den Lagerkörper radial von außen begrenzende Lagerschale und Klemmhülse dienen zur axialen und radialen Sicherung des Lagerkörpers. Ein derartiges Gleitlager hat den Nachteil, daß aufgrund der ortsfesten Zuordnung der Lagerschale und der Klemmhülse zum Lagergehäuse eine ungleiche Reibverteilung am Lagerkörper zwischen der Lagerschale auftreten können. Will man dies vermeiden, so müßte man mit geringen Fertigungstoleranzen arbeiten, was aber zur Verteuerung des Gleitlagers führen würde.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gleitlager mit den zugehörigen Lagerteilen derart auszubilden, daß während der Montage des Gleitlagers die Reibkräfte zwischen dem Lagerkörper, der Klemmbrille und dem Lagerschild einstellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Zweck des Ausgleichs von die Montage des Gleitlagers behindernden Fertigungstoleranzen die Lagerplatte der Klemmbrille auf einer Ringfläche der Lagerplatte anliegt, somit in bezug auf das Flanschteil in axialer Richtung zwar lagefest, in radialer Richtung aber verschiebbar angeordnet ist und daß zwischen Lagerschild und Klemmbrille ein Freiraum besteht, dessen axiale Ausdehnung auch bei bereits an der zugehörigen Lagerfläche anliegender Klemmbrille mit Hilfe der mechanischen Befestigungsmittel noch weiter bis zum Erreichen vorgebbarer federelastischer Kräfte verkleinert werden kann. Hierdurch kann während der Montage des Gleitlagers die Lagerreibung zwischen dem Lagerkörper, dem Lagerschild und der Klemmbrille auf einfache Weise eingestellt werden. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung können die bei der Herstellung der einzelnen Bauteile in axialer Richtung auftretenden Fertigungstoleranzen während der Montage kompensiert werden. Hieraus ergibt sich, daß man im einen Fall ein sehr leicht drehbares Kalottenlager und im anderen Fall ein nahezu nicht drehbares Kalottenlager herstellen kann, so daß die im Einsatz eines Elektromotors auf das Gleitlager einwirkenden Erschütterungen je nach Anwendungsfall mehr oder weniger gedämpft werden können.

Damit die Flächenpressung zwischen der Klemmbrille und dem Lagerkörper besonders gleichmäßig ist, ist in einer Weiterbildung vorgesehen, daß die Klemmbrille ein in eine Bohrung des Flanschteils eingelassenes, kugelstumpfförmiges und mehrere Durchbrüche enthaltenes Lagerteil aufweist, in welchem die ihr zugeordnete und ebenfalls kugelstumpfförmig ausgebildete Lagerfläche des Lagerkörpers anliegt, wobei in radialer Richtung zwischen Klemmbrille und Flanschteil ein Ringspalt vorgesehen ist. Damit die Klemmbrille besonders federelastisch ausgebildet ist, weist der kugelstumpfförmige Ringteil Durchbrüche auf. Da die Klemmbrille vorzugsweise ein aus Federstahlblech ausgestanztes und gebogenes Bauteil ist, lassen sich die Durchbrüche ohne Mehrkosten in der Klemmbrille integrieren.

Eine Verbilligung des erfindungsgemäßen Gleitlagers bei der Verwendung in Elektromotoren wird dadurch erreicht, daß an dem Flanschteil mindestens zwei diametral gegenüberliegende Bürstenlagergehäuse angeordnet sind, die jeweils zur Aufnahme einer auf den Rotor gerichteten Bürste dienen. Durch diese Anordnung bildet das Bürstenlagergehäuse gleichzeitig mit dem Flanschteil ein Bauteil, das beispielsweise besonders einfach und kostengünstig aus Kunststoff hergestellt werden kann. In nur einem einzigen Montagevorgang werden also das einteilige, mit dem Flanschteil verbundene Bürstenlagergehäuse, die Klemmbrille und die Lagerhülse mit dem Lagerschild verbunden. Das Lagerschild ist anschließend mit dem Statorgehäuse eines Elektromotors verbindbar.

Das Flanschteil weist in vorteilhafter Weise parallel zur Längsmittelachse und in Richtung zum Lagerschild verlaufende Befestigungszapfen auf, die im Lagerschild vorgesehene Bohrungen durchdringen, wobei die Befestigungszapfen auf der Rückseite der Lagerplatte verklebt, verschweißt oder vernietet sind. Die Befestigungszapfen können aber auch mit entsprechend anderen bekannten Verfahren verbunden werden. Dies ist auch dadurch möglich, daß das Flanschteil über Schraubelemente mit dem Lagerschild verbunden ist. Durch dieses Verfahren läßt sich der Anpreßdruck zwischen der Klemmbrille und dem Lagerkörper sehr genau einstellen. Je weiter also die einzelnen Befestigungszapfen in die Bohrungen des Lagerschildes eingeschoben werden, desto größer wird auch die Anpreßkraft der Klemmbrille auf dem Lagerkörper. Die Anpreßkräfte lassen sich durch Ermittlung der Zugkraft an den Befestigungszapfen oder durch Drehen des Lagerkörpers ermitteln. Somit kann auf einfache Weise eine gleichmäßige und genau definierte Reibkraft am Lagerkörper festgelegt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines einzigen Ausfüh­ rungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Gleitlager 10 für einen Elektromotor im Längsschnitt dargestellt, zu dem ein Lagerschild 12 gehört, das aus einem Lagerteil 14 und einer mit diesem einteilig verbundenen Lagerplatte 16 besteht, in der eine kreisrunde Öffnung 18 zur Aufnahme des Lagerkörpers 24 angeordnet ist. Das Lagerschild 12 ist über Stege 20 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Statorgehäuse eines Elektromotors drehfest verbunden.

Das Lagerschild 12 bildet mit seinem Lagerteil 14 ein in radialer Richtung fixiertes Festlager, das zur Aufnahme eines mindestens zwei ballige Lagerflächen 28, 30 aufweisenden Lagerkörpers bzw. Kalottenlagers 24 dient. Das Kalottenlager 24 besteht aus einem zylinderförmigen, mittleren Teil 26, an das sich beiderseits je eine ballige oder kugelstumpfförmige, erste und zweite Lager­ fläche bzw. Kalottenfläche 28 und 30 anschließt. Die erste Lager­ fläche 28 sitzt in dem bereits erwähnten Lagerteil 14, das die Lagerfläche 28 des Lagerkörpers 24 umschließt, während die zweite Lagerfläche 30 in einer in radialer Richtung als Loslager ausge­ bildeten Klemmbrille 34 aufgenommen ist, die aus dem die zweite Lagerfläche 30 umschließenden Lagerteil 38 und einer mit dem La­ gerteil 38 einteilig verbundenen Lagerplatte 40 besteht. Die La­ gerplatte 40 weist einen in Längsrichtung der Längsmittelachse 36 axialen Abstand S zur Unterseite 41 der Lagerplatte 16 auf und liegt auf der Ringfläche 43 einer Lagerplatte 42 radial ver­ schiebbar an, die Bestandteil eines Flanschteils 44 ist. Durch den Abstand S wird ein Freiraum 39 gebildet.

Die Lagerplatte 42 des Flanschteils 44 weist eine zentrale Boh­ rung 47 auf, deren Durchmesser größer ist als der Außendurch­ messer des Lagerteils 38 der Klemmbrille 34. Hierdurch wird zwi­ schen dem Lagerteil 38 und der Bohrung 47 ein Ringspalt 46 gebil­ det, der zum Ausgleich des aufgrund der Herstelltoleranzen mög­ lichen Achsversatzes dient. Die Klemmbrille 34 ist daher auf der Lagerplatte 42 radial, also senkrecht zur Längsmittelachse 36, verschiebbar angeordnet und bildet somit das Loslager für das Ka­ lottenlager 24. Das Flanschteil 44 preßt die Klemmbrille 34 mit ihrem Lagerteil 38 gegen die Oberfläche der zweiten Lagerfläche 30 und sichert somit das Kalottenlager 24 in axialer Richtung und gibt ihm einen sicheren Sitz. Da zwischen der Lagerplatte 40 und der Lagerplatte 16 des Lagerschildes 12 im Gleitlager 10 ein Freiraum 39 vorhanden ist, lassen sich Toleranzabweichungen in Längsrichtung der Längsmittelachse 36 ohne weiteres ausgleichen, während radiale Toleranzabweichungen durch den Ringspalt 46 aus­ geglichen werden.

An der Lagerplatte 42 des Flanschteils 44 ist ein Ringflansch 48 angeordnet, an dem zahlreiche, sich in der Zeichnung in Axial­ richtung nach oben erstreckende Befestigungszapfen 50 bzw. Zapfen vorgesehen sind, die sich durch in der Lagerplatte 16 vorgesehene Bohrungen 52 erstrecken. Die Befestigungszapfen 50 sind auf der Oberseite 49 der Lagerplatte 16 entweder verklebt, verschweißt oder, wie aus Fig. 1 hervorgeht, vernietet. Je weiter die einzel­ nen Befestigungszapfen 50 während der Montage des Gleitlagers 10 durch die Bohrungen 52 der Lagerplatte 16 in der Zeichnung nach oben gezogen werden, je größer ist auch der Anpreßdruck des La­ gerteiles 38 der Klemmbrille 34 gegen die Lagerfläche 30. Somit kann trotz Toleranzabweichungen stets ein gewünschter Anpreßdruck im Kalottenlager 24 eingestellt werden.

Der Lagerkörper bzw. das Kalottenlager 24 ist mit einer Bohrung 54 versehen, die zur Aufnahme einer Welle 56 eines in der Zeich­ nung nur teilweise angedeuteten Rotors 60 eines Elektromotors dient. Der Rotor 60 wird von der Welle 56 durchdrungen und wird von dieser am anderen, nicht dargestellten Ende ebenfalls von einem Gleitlager drehbar geführt. Fluchten beispielsweise die beiden Gleitlager untereinander nicht genau und weist somit das eine Lager gegenüber dem anderen Lager einen radialen und axialen Versatz auf, so kann aufgrund der Verwendung der als Loslager ausgebildeten Klemmbrille dieser Versatz ohne weiteres ausge­ glichen werden, da die Klemmbrille 34 auf dem Drucklager 44 ra­ dial verschiebbar ist. Somit können auch größere Fertigungstole­ ranzen ohne weiteres ausgeglichen werden, ohne dabei die Lager­ reibungskräfte ungünstig zu beeinflussen. Eine genaue Zentrierung des Flanschteils 44 im Lagerschild 12 ist nicht mehr erforder­ lich, wie dies der verhältnismäßig große Durchmesser der Bohrung 52 gegenüber dem Außendurchmesser der Befestigungszapfen 50 in der Zeichnung zeigt.

In vorteilhafter Weise sind an der Lagerplatte 42 des Drucklagers 44 zwei diametral gegenüberliegende Bürstenlagergehäuse 64 ange­ ordnet. Die Bürstenlagergehäuse 64 dienen zur Aufnahme von in der Zeichnung nicht dargestellten Bürsten, die zur Stromversorgung des Rotors 60 dienen.

Claims (5)

1. Gleitlager (10) für den über Bürsten mit Strom versorgten Rotor (60) eines Elektromotors mit einem zwei ballige Laufflächen (28, 30) aufweisenden Lagerkörper (24), der eine Bohrung (54) zur Aufnahme und Zentrierung der Welle (56) des Rotors (60) aufweist und der mit seinen beiden Lagerflächen (28, 30) zwischen einem Lagerschild (12) und einer Klemmbrille (34) unter der Wirkung federelastischer Kräfte schwenkbar eingespannt ist, wobei die Klemmbrille (34) durch ein mit dem Lagerschild (12) mittels mechanischer Befestigungsmittel verbundenes Flanschteil (44) gehalten wird und wobei die federelastischen Kräfte durch elastische Verformung der Klemmbrille (34) selbst entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck des Ausgleichs von die Montage des Gleitlagers (10) behindernden Fertigungstoleranzen die Lagerplatte (40) der Klemmbrille (34) auf einer Ringfläche (43) der Lagerplatte (42) anliegt, somit in bezug auf das Flanschteil (44) in axialer Richtung zwar lagefest, in radialer Richtung aber verschiebbar angeordnet ist und daß zwischen Lagerschild (12) und Klemmbrille (34) ein Freiraum (39) besteht, dessen axiale Ausdehnung (s) auch bei bereits an der zugehörigen Lagerfläche (30) anliegender Klemmbrille (34) mit Hilfe der mechanischen Befestigungsmittel noch weiter bis zum Erreichen vorgebbarer federelastischer Kräfte verkleinert werden kann.

2. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbrille (34) ein in eine Bohrung (47) des Flanschteils (44) eingelassenes, kugelstumpfförmiges und mehrere Durchbrüche enthaltendes Lagerteil (38) aufweist, in welchem die ihr zugeordnete und ebenfalls kugelstumpfförmig ausgebildete Lagerfläche (30) des Lagerkörpers (24) anliegt, wobei in radialer Richtung zwischen Klemmbrille (34) und Flanschteil (44) ein Ringspalt (46) vorgesehen ist.

3. Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Flanschteil (44) mindestens zwei Bürstenlagergehäuse (64) angeordnet sind, die jeweils zur Aufnahme einer auf den Rotor (60) gerichteten Bürste dienen.

4. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Befestigungsmittel aus am Flanschteil (44) parallel zur Welle (56) und in Richtung zum Lagerschild (12) verlaufenden Befestigungszapfen (50) bestehen, die im Lagerschild (12) vorgesehene Bohrungen (52) durchdringen, wobei die Befestigungszapfen (50) auf der Rückseite (22) der Lagerplatte (16) verklebt, verschweißt oder vernietet sind.

5. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Befestigungsmittel aus Schraubelementen bestehen.