DE3830386C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Wellenlagerung für einen Elektromotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einem Montageverfahren für die Wellenlagerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.

Bei einer bekannten Wellenlagerung vergleichbarer Art (DE-PS 26 25 481) ist der Anker eines Elektromotors innerhalb des Gehäusekörpers eines Elektrowerkzeugs so angeordnet, daß im Bereich des Abtriebswellenendes die Wellenlagerung von einer Buchse gebildet ist, die im Deckel des Getriebegehäuses angeordnet ist, wäh­ rend auf der gegenüberliegenden Seite ein Lagerge­ häuse vorgesehen ist, welches die Lagerbuchse für das Wellenende aufnimmt und selbst über ein elastisches Ringelement mit dem Gehäusekörper des Elektrowerkzeugs verbunden ist. Das Wellenende des Ankers stützt sich ferner mittels einer Kugel an einer ausgestülpten Rückwand des Lagergehäuses ab.

Das elastische Ringelement zwischen dem Lagergehäuse und dem Gehäusekörper des Handwerkzeugs - der so ge­ bildete Elektromotor verfügt über kein eigenes, die geweiligen Abstandsbestimmungen zwischen Rotor und Stator sicherndes Gehäuse, sondern ist innerhalb des Gehäuses des Elektrowerkzeugs aufgehängt - ist, wie auch das innere Lagergehäuse, nicht durch das Eingrei­ fen von Ringvorsprüngen in Nuten gesichert, sondern lediglich durch Hintergreifen von Anschlagsflächen auf beiden Seiten, so daß auch die Gefahr besteht, daß sich ein solches Verbundlager sowohl aus seinem Sitz als auch seine Einzelteile voneinander lösen können. Daher ist zur Sicherung noch eine gesonderte Anschlag­ scheibe vorgesehen, die auch beim Herausziehen des An­ kers das Verbundlager am hinteren Ende des Gehäusekör­ pers festhält. Der elastomere Zwischenring soll Fehl­ ausrichtungen zwischen der Ankerwelle und dem Druck­ lager vermeiden, da sowohl die Lagerbuchse als auch die den axialen Druck aufnehmende Kugel innerhalb des glei­ chen Lagergehäuses angeordnet sind, welches seiner­ seits im elastischen, am Gehäusekörper befestigten Ringelement sitzt. Dabei ist das elastische Ringele­ ment ausdrücklich so ausgelegt, daß sich durch dessen Verformung Fehlausrichtungen der Welle, auch bei axia­ ler Druckeinwirkung, auffangen lassen. Auf sich eventuell ändernde Luftspaltbeziehungen zwischen Anker und Stator wird nicht eingegangen. Diese ganze bekannte Verbund­ lagerung ist offensichtlich deshalb vorgesehen, um axiale Druckeinwirkungen aufzufangen, die in Anker­ längsrichtung von dem auf der Ausgangswelle angesetzten Werkzeug verursacht sind.

Bei einer elektrischen Maschine, bei der der aus zwei konzentrischen Teilen bestehende Rotor mit supraleiten­ den Rotorwicklungen ausgestattet ist, ist ferner eine Lageranordnung für ein Wellenende bekannt (CH-PS 5 52 907), bei der für den sich auf Normaltemperatur und für den sich im Tieftemperaturbereich befindenden Rotorteil jeweils ein eigener Lagerzapfen axial zueinander aus­ gerichtet hintereinanderliegend vorgesehen sind, die in einer gemeinsamen Lagerschale angeordnet sind. Die gemeinsame Lagerschale sitzt dann ihrerseits in einer Lagerhalterung, die in das Lagergehäuse einge­ setzt ist. Lagerschale, Lagerhalterung und Lagergehäuse greifen in der Zeichnungsdarstellung der Fig. 1 dieser Veröffentlichung jeweils durch vorspringende Ring­ flansche ineinander, die in Ringnuten eingreifen. Da es sich hier ersichtlich um metallische, also starre Lagerelemente handeln kann, muß von einer Mehrteilig­ keit mindestens der mit dem Lagergehäuse verbundenen Lagerhalterung in Form von Ringsegmenten ausgegangen werden, um das Zusammensetzen zu ermöglichen. Dies er­ fordert aufwendige Teilebearbeitung, ohne daß ein elasto­ meres Lagerelement eingesetzt werden könnte, schon wegen der Einwirkung der Tieftemperatur (Supraleitung) auch auf den Lagerbereich. Ausführungen, wie der Lagerauf­ bau sich im einzelnen zusammensetzt, enthält diese Ver­ öffentlichung jedoch nicht.

Bei einem elektrischen Flügel-Einzelantrieb für Textil­ maschinen (DE-PS 5 06 611) ist es ferner bekannt, die einzelnen Spindelflügel im Einzelantrieb zu betreiben, wobei jedem Flügel ein eigener Antriebsmotor zugeordnet ist, die Flügel jedoch durch Zwischenschalten eines nachgiebigen Zwischengliedes derart nachgiebig gegenüber dem Gehäuse abgestützt sind, daß während des Betriebs eintretende Pendelbewegungen der Flügelwelle um einen in der geometrischen Mitte des Läuferpakets liegenden Punkt erfolgen können. Zu diesem Zweck sind auch die Innenflächen des Ständers und die Mantelfläche des Läufers tonnenförmig gestaltet. Das Pendellager ist dadurch gebildet, daß ein in seinen Abmessungen ver­ gleichsweise breiter nachgiebiger Gummiring auf die Außenfläche des entsprechenden Wälzlagers aufgezogen ist, der dann seinerseits zwischen einer Abschulterung des Gehäuses und einem an dieses angeflanschten Deckel eingeklemmt wird.

An sich sind Wellenlagerungen bei bekannten, über ein eigenes Gehäuse verfügenden Elektromotoren üblicher­ weise so ausgebildet, daß die den Anker oder Rotor lagernde Welle beidseitig, gegebenenfalls aber auch nur einseitig in entsprechend ausgebildeten Kugel- oder Gleitlagern läuft, die ihrerseits von ringförmigen, möglichst zentrischen Ausnehmungen in den beiden Lagerschilden aufgenommen sind. Dabei steht, soweit den Wellenlagern überhaupt Aufmerksamkeit zugewendet wird, stets die fluchtende Ausrichtung des Ankers auf die Innenbohrung des Stators im Vordergrund, denn durch den möglichst zentrischen Sitz, den die Wellenlager der den Anker tragenden Welle vermitteln sollen, be­ stimmt sich gleichzeitig auch die Gleichmäßigkeit und vor allen Dingen die Genauigkeit des Luftspaltes zwischen Rotor und Statorbohrung. Es wird daher stets Wert darauf gelegt, wenn es sich nicht um die weiter vorn schon erläuterten Sonderausführungen handelt, die jedoch keine in sich geschlossenen Elektromotoren be­ treffen, daß die beidseitigen Lagerschilde einerseits präzise Wellenlagerungen zur Verfügung stellen und andererseits so zum Stator vorzugsweise mit Einpässen positioniert sind, daß die gewünschte konzentrische Lagerung der Bauelemente sichergestellt ist.

Bei einer älteren, nicht vorveröffentlichten Patentan­ meldung des gleichen Anmelders (DE-OS 37 44 488), deren Universalmotor durch die vorliegende Erfindung mit be­ sonderem Vorteil ausgestaltet und weiterverbessert wird, sind die beidseitigen Lagerschilde bügelartig ausgebildet und mit stegartigen Fortsätzen bis zum Statorpaket geführt, mit welchem sie durch Einschieben in dort vorhandene Nuten verbunden werden. Im Bereich der beidseitigen Wellenlager erweitern sich die steg­ förmigen Bügel plattenförmig, d. h. sie gehen einstückig in eine Halbschale über, die in einer zentrischen Boh­ rung Lagereinsätze aufnimmt, die ihrerseits in ihrem Inneren in einer topfförmigen Ausnehmung die eigent­ lichen Wellenlager aufnehmen. Die Lagereinsätze sind von außen mit kragenförmigen Vorsprüngen in die zentralen Aufnahmebohrungen der Lagerhalbschalen der beiden Lagerschilde eingesetzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellenlagerung für einen Elektromotor zu schaf­ fen, die einerseits eine einfache, vorzugsweise auto­ matisch ablaufende Montage ermöglicht, gleichzeitig das Wellenlager und damit die Welle elektrisch und gegenüber Vibrationen und Geräuschen mit bezug auf die anderen Komponenten isoliert und dennoch die er­ forderliche präzise zentrische Lagerung des Ankers sicherstellt.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Unteranspruchs 9 und hat den Vorteil, daß durch die unbedingte Form­ schlüssigkeit der beteiligten Strukturen ein absolut sicherer, auch durch das spätere Arbeiten des Motors nicht zu beeinträchtigender Sitz der Wellenlagerung erzielt wird, ohne daß es hierzu zusätzlicher Montage­ vorgänge wie Umbördeln von Ringvorsprüngen, Verstemmen o. dgl. bedarf. Es gelingt also, durch einfaches axia­ les Einschieben der die Wellenlagerung insgesamt bil­ denden Baukomponenten diese miteinander und mit den Lagerschilden fest und sicher und vor allem so konzen­ trisch zu verbinden, daß eine präzise Luftspaltein­ stellung im Bereich Rotor/Stator gewährleistet ist.

Ferner ist von besonderem Vorteil bei vorliegender Erfindung, daß durch die verschiedenen Materialpaa­ rungen im Bereich der Wellenlagerung einerseits eine gute Wärmeabführung, andererseits aber ein vibra­ tionsfreier, sowohl elektrisch isolierender als auch die Übertragung von Körperschall mindestens dämpfen­ der, wenn nicht völlig verhindernder Sitz der Wellen­ lager in den Lagerschilden möglich ist.

Von besonderem Vorteil ist, daß durch die durch die vorliegende Erfindung ermöglichte Mehrstoffpaarung im Bereich der Wellenlagerung ein äußeres Lagerteil in Form eines speziell ausgebildeten Lagerringes aus einem elastomeren Material, beispielsweise Gummi, Kautschuk, aber auch aus geeigneten Kunststoffen beste­ hen kann, während ein inneres, das eigentliche Wel­ lenlager aufnehmendes zweites Lagerteil von ebenfalls allgemein ringförmiger Struktur dann aus einem Metall wie Stahl oder Aluminium besteht.

Durch die Montage werden beide Lagerteile formschlüs­ sig sicher miteinander und mit den sie aufnehmenden Bohrungen der beidseitigen Lagerschilde verbunden, wobei in dem inneren metallischen Lagerteil dann das Wellenlager in einer entsprechenden ringförmigen Aus­ nehmung eingesetzt ist. Durch diese Mehrstofflage­ rung (Gummi/Metall) ergibt sich eine einwandfrei schwingungsgedämpfte Lagerung innerhalb des Motors, wobei der Motor im durch die beiden Lagerschilde ge­ bildeten Gehäuse über die beiden Motornaben geräusch- und vibrationsgedämpft aufgenommen ist.

Die Wärmeabfuhr erfolgt über die inneren Aluminium- oder Stahlnaben, wobei sich eine vollständige elektri­ sche Isolierung gegenüber den restlichen Motorkompo­ nenten ergibt - mit anderen Worten die gesamten Motor­ drehteile sind sowohl elektrisch als auch vibrations/ geräuschmäßig gegenüber Gehäuse, Stator, Kohlen und Kohlenlagerungen isoliert und schwingungsgedämpft.

Dabei erhöht die exakte Lagerung im Verbund die Lebensdauer allgemein, wobei die feste mechanische Verbindung der einzelnen Komponenten dem Motor zusätz­ liche verbesserte mechanische und elektrische Eigen­ schaften ergibt, eingeschlossen eine optimale Kommu­ tierung, sicheren Bürstenlauf und einwandfreie Funk­ entstörung.

Durch die durch die inneren Aluminium- oder Stahl­ naben ermöglichte, gut verteilte Wärmeabfuhr ist der Einsatz von Gleitlagern möglich.

Schließlich ergibt sich der Vorteil, daß durch die hier ins Auge gefaßte Rahmenbauweise in Verbindung mit den beidseitigen, steckbaren Wellenlagerungen eine komplette Montage und Prüfung des Motors vor dessen Einbau möglich wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnah­ men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbes­ serungen der Erfindung möglich. Besonders vorteil­ haft ist die Ausbildung der den Verbund der Wellen­ lagerung bildenden inneren und äußeren Ringstruktu­ ren mit jeweils zueinander komplementär ausgebildeten und aufeinander ausgerichteten vorspringenden und abgesenkten Ringstrukturen oder Ringvorsprüngen, so daß sich eine Vielzahl von die Teile zueinander und mit Bezug auf die Lagerschilde arretierenden und zentrierenden, axialen und radialen Ringflächen und Ringvorsprüngen ergibt, die ineinander greifen und einen sicheren zentrischen Sitz aller an der Wellen­ lagerung beteiligten Baukomponenten ermöglichen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Form eines Längsschnittes einen mit den erfindungsgemäßen Wellenlagerungen ausgerü­ steten elektrischen Universalmotor;

Fig. 2 als Teilausschnitt jeweils zwei Montagephasen beim Einsetzen eines ersten äußeren Lager­ teils (Gummilagerteils) in den in diesem Fall linksseitigen Lagerschild und

Fig. 3 ebenfalls zwei Montagephasen, die das Einsetzen des inneren (metallischen) Lagerteils nunmehr in dem Verbund von Lagerschild und äußerem Lagerteil in den beiden Phasen zeigen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, die Wellenlagerung für einen universell einsetzbaren Elektromotor aus mindestens drei verschiedenen Teilen herzustellen, von denen ein inneres Teil das eigentli­ che Wellenlager (Kugel-, Nadel- oder Gleitlager o. dgl.) aufnimmt und dann der ganze Verbund ebenfalls wieder lediglich durch eine Steckverbindung mit der zentralen Bohrung des jeweiligen Lagerschildes verbun­ den wird.

Dabei ist mit Vorteil das innere ringförmige Lagerteil aus einem geeigneten Metall (Aluminium oder Stahl, ge­ gebenenfalls auch aus einem entsprechend harten Kunst­ stoff), während das äußere Lagerteil aus einem elasto­ meren Material (Gummi, Kautschuk o. dgl.) besteht, so daß sich eine im folgenden als Gummi/Metall-Wellen­ verbundlagerung bezeichnete Lagerung für die Welle des Elektromotors, mindestens auf einer Gehäuseseite, er­ gibt.

Der in Fig. 1 gezeigte Elektrouniversalmotor 100 ist beidseitig mit erfindungsgemäß ausgebildeten Wellen­ lagerungen 101, 102 versehen, die jeweils in beid­ seitige Lagerschilde 103, 104 eingesetzt sind.

Der weitere Grundaufbau des elektrischen Universal­ motors 100, auf den es hier im wesentlichen allerdings nicht ankommt, ist geschichtet ausgeführt und umfaßt als übliche Baukomponenten neben den beiden Lager­ schilden 103 und 104 die Motor- oder Ankerwelle 105, die von den beidseitigen Wellenlagerungen 101, 102 auf­ genommen ist und die von links nach rechts in der Zeichen­ ebene gesehen den Ventilator 106 mit seinem auf der Welle sitzenden Lagerteil 107 und daran anschlie­ ßend den Rotor 108 lagert, der auf das äußere Stator­ paket 109 ausgerichtet ist, mit Luftspalt 110 zwischen beiden. An den Rotor 108 schließt sich, ebenfalls auf der Ankerwelle 105 gelagert, der Kollektor 111 an, mit diesen von außen übergreifenden, im rechtsseitigen La­ gerschild 104 gehaltenen Kohlehalterungen, Umschalt­ ringen usw., die insgesamt mit 112 bezeichnet sind und auf die hier nicht weiter eingegangen zu werden braucht, da sie Gegenstand der weiter vorn schon genannten deut­ schen Patentanmeldung P 37 44 488.3 (DE-OS 37 44 488) sind.

Als Besonderheit wird auf die Ausbildung der beidsei­ tigen stabilen und kräftigen Lagerschilde 103, 104 ver­ wiesen, die, in der Darstellung der Fig. 1 eigentlich nicht sichtbar, da um 90° verdreht, mit schmalen, im Querschnitt beispielsweise U-förmigen Fortsätzen oder Bügeln 113 (s. auch die Darstellung der Fig. 2 und 3) bis zu Lagernuten 114 im Stator 109 geführt sind, in welchen sie ohne zusätzliche Zwischenelemente ein­ geschoben und fixiert sind. Hierdurch ergibt sich die vorteilhafte direkte Zentrierung und Positionierung der beiden Lagerschilde 103, 104 mit Bezug auf den Sta­ tor und damit auch die Position der Bohrungen 115 in den beiden Lagerschilden, die die hier beidseitigen Wellenlagerungen für die Rotorwelle 105 aufnehmen. Die Bohrungen 115 sind gebildet von mit den U-förmigen Fort­ sätzen 113 vorzugsweise einstückig auf beiden Seiten verbundenen Lagerplatten oder Lagerhalbschalen 116, die, wenn man die Bohrungen 115 in die Betrachtung ein­ bezieht, eine allgemein ringförmige Gestalt aufweisen und entweder über einen, in Fig. 1 gezeigten, einfach hochgebogenen Rand verfügen können, der dann an dia­ metral gegenüberliegenden Stellen in die schmalen stegförmigen Fortsätze 113 übergeht oder, wie die Fig. 2 und 3 zeigen, eine abgetreppte Form haben können. Hierauf kommt es nicht an; stets ist die die Wellenlagerungen aufnehmende Bohrung 115 jedoch von einem nach innen vorspringenden Ringflansch 117 ge­ bildet, der in eine entsprechende umlaufende Ring­ ausnehmung 118 (s. Fig. 2) eines ersten äußeren La­ gerteils 119 eingreift und dieses daher gegen jegliche axiale oder radiale Lagerverschiebungen unverrückbar und sicher hält und lagert.

Nach innen schließt sich dann an das erste äußere Lagerteil 119 ein inneres Lagerteil 120a, 120b an, und erst dieses innere Lagerteil 120a, 120b nimmt in einer inneren zentrischen Abschulterung 121 das eigentliche Wellenlager 122 auf, welches je nach Wunsch ein Kugel-, Nadel- oder Gleitlager (Kalottenlager) sein kann. Die Darstellung der Fig. 1 zeigt auf der linken Seite ein Kugellager und auf der rechten Seite der Wellenlagerung ein das entsprechende Wellenende aufnehmendes Kalottenlager, wobei zur Fixierung und Aufnahme dieses Kalottenlagers die innere Ringform des inneren Lagerteils 120b etwas unterschiedlich und der äußeren Form des Gleit- oder Kalottenlagers natürlich entsprechend angepaßt ausgebildet ist.

Ein wesentliches Merkmal einer solchen Wellenverbund­ lagerung besteht darin, daß die gesamte Lagerung durch einfaches, von unterschiedlichen axialen Richtungen durchgeführtes Ineinanderstecken und hierdurch bewirk­ tes Verrasten aufgebaut und miteinander sowie mit der aufnehmenden Bohrung 115 des jeweiligen Lager­ schildes sicher verbunden werden kann.

Hierzu ist zunächst folgendes Grundsätzliche zu beto­ nen:
Beide Verbundlagerteile, also das innere Lagerteil 120a, 120b und das äußere Lagerteil 119, die beide eine generelle Ringstruktur aufweisen, sind an ihren Außen- bzw. Innenringflächen so ausgebildet, daß sich Aufnahme-, Führungs- und Verrastungsmöglichkeiten für die jeweils außen oder innen angrenzenden Bau­ komponenten ergeben; mit anderen Worten das äußere ringförmige Lagerteil 119 nimmt durch Verrastung in der schon erwähnten äußeren Ringnut 118 den zentra­ len Ringflansch 117 des jeweiligen Lagerschildes 103, 104 auf, während entsprechende Ringnuten oder Ringvor­ sprünge an der inneren Ringwandung des äußeren La­ gerteils entsprechende Ringnuten oder Ringvorsprünge an der äußeren Wandung des inneren Lagerteils 120a, 120b aufnehmen, welches dann wiederum in einer zentra­ len abgeschulterten Bohrung das jeweilige Wellenlager 122 (Kugellager) bzw. 122′ (Kalottenlager) aufnimmt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfin­ dung besteht darin, daß eines der beiden Lagerteile 119 bzw. 120a, 120b aus einem elastomeren, jedoch eine hinreichende Festigkeit und Rigidität aufwei­ senden Material und das andere aus einem steifen Ma­ terial besteht, wobei bevorzugte Paarungen im Wel­ lenlagerverbund so ausgebildet sind, daß das äußere oder erste Lagerteil 119 aus elastomerem Material besteht, beispielsweise also ein entsprechend der Zeichnung geformter Gummiring sein kann, während das innere oder zweite Lagerteil 120, 120a eine Aluminium- oder Stahl-Lagerbuchse ist.

Hieraus ergeben sich auch entscheidende Montagevor­ teile, wie am besten der Darstellung der Fig. 2 und 3 entnommen werden kann.

Der äußere Lagerring 119, der entsprechend der Dar­ stellung der Fig. 2 als erster durch axiales Auf­ schieben von rechts in die Lagerbohrung 115 des jewei­ ligen Lagerschildes eingesetzt wird, verfügt über eine äußere erste Schrägfläche 119a, mit der er auf den Ringvorsprung 117 aufläuft, so daß durch weiteres stärkeres Eindrücken und unter Ausnutzen der elasto­ meren Eigenschaften dieses Lagerrings das Einschieben bis auf die in der unteren Hälfte der Fig. 2 darge­ stellte Sitzposition erfolgen kann. In dieser greift dann der Ringflansch 117 des Lagerschildes fest in die umlaufende Aufnahmenut 118 ein.

Das Einsetzen des inneren zweiten Lagerrings erfolgt dann aus der entgegengesetzten axialen Richtung ent­ sprechend der Darstellung der Fig. 3 in den vormon­ tierten Verbund aus Lagerschild und äußerem Lager­ ring, wobei auch hier wieder eine innere schräge Gleit­ fläche 119b des elastomeren Lagerrings für die anfäng­ liche Aufnahme sorgt, so daß anschließend ein hier am inneren Lagerring (Lagerteil 120a) befindlicher äußerer Ringflansch 120a′ in eine innere umlaufende, diesen Ringflansch 120a′ aufnehmende Ringnut 119c am äußeren Lagerring eingreifen kann.

Mit Vorteil weisen diese beiden Lagerringe an den einander zugewandten Flächen dann noch weitere radiale/ axiale oder auch schräge Ringflächen auf, die je­ weils komplementär ausgebildet sind und mit bezug auf die Anschlag- und Ringflächen am inneren Lager­ teil mit 120a′′ und mit Bezug auf die äußeren An­ schlag- und axialen/radialen Ringflächen mit 119d bezeichnet sind. Hierdurch ergeben sich sichere An­ lage-, Arretier- und Anschlagflächen für die mitein­ ander formschlüssig verbundenen Strukturen des inne­ ren und äußeren Lagerteils, wobei das Einschieben des inneren Lagerteils 120a, 120b mit dem von diesem schon aufgenommenen Wellenlager ebenfalls durch die elastomere Wirkung des äußeren Lagerteils, welches ein Ausweichen durch Aufweiten gestattet, erleichtert wird.

In diesem Zusammenhang ist auch wesentlich, daß die beiden Arretier- oder Verrastungsbereiche einmal zwi­ schen dem Ringflansch 117 des Lagerschildes in der Aufnahmenut 118 des äußeren Lagerteils und zum ande­ ren der Eingriff des äußeren vorspringenden Ring­ flansches 120a′ in die innere umlaufende Aufnahme­ nut 119c im axialen Abstand zueinander angeordnet sind, so daß das elastomere Lagerteil als Zwischen­ element ausgleichen kann und dessen Aufweitung über­ haupt möglich ist und nicht durch starre Baukompo­ nenten, beispielsweise also die Aufnahmebohrung 115 des Lagerschildes, verhindert wird.

Auf jeden Fall sichern die diversen Verrastungs- und Arretiermöglichkeiten zusammen mit den durch die jewei­ ligen Flächen gebildeten Anschlag- und Paßformen einen sicheren axialen und radialen Sitz letztlich des je­ weiligen Wellenlagers 122, 122′ in der jeweiligen Wellenverbundlagerung. Dabei ergibt sich bezüglich der Montage der Vorteil, daß ohne jeden Bearbei­ tungsvorgang der sichere und zentrische, gleichzeitig isolierende und dämpfende Sitz durch ledigliches Ein­ schieben, Einstecken und Verrasten der Komponenten der Wellenverbundlagerung erreicht wird, was problem­ los eine automatische Vormontage und schließlich die Endmontage des geschichteten Universalmotors ermög­ licht.

Neben der entscheidend vereinfachten Montage wird eine erheblich schwingungsgedämpfte Lagerung inner­ halb des Motors erreicht, wobei gerade die beweglichen Komponenten durch die Gummilagerung zusätzlich ge­ räusch- und vibrationsgedämpft sind bei hochpräziser Aufhängung des Rotors im Motorgehäuse über die beiden Motornaben, die darüber hinaus eine Selbstzentrie­ rung und einen leichten Lauf des Rotors ermöglichen.

Durch die elektrische Isolierung der Drehteile ge­ genüber den stationären Teilen können sich weitere ausnutzbare Vorteile ergeben, wie die Klassifizie­ rung eines solchen Universalmotors in erhöhte Schutz­ klassen.

In der in Fig. 3 gezeigten Endmontage- und Sitzposition des inneren metallischen Lagerteils 120a, 120b in der strukturierten abgetreppten Ringform untergreift im übrigen der vordere Ringbereich (speziell mit der Fläche 124) den äußeren, also sozusagen gegenüberliegenden Sitz-Verrastungsbereich 117, 118, so daß sich hierdurch auch die endgültige Sicherung und Fixierung gegen axiale und/oder radiale Bewegungen oder Verschiebungen des Gummi-Lagerteils 119 ergibt - etwa im Sinne einer mechanischen Versteifung (backing) dieses Lagerteils 119.

Claims (10)

1. Wellenlagerung für einen Elektromotor, dieser beste­ hend aus Stator mit Statorwicklung(en), in diesem drehbar gelagertem Anker mit Kollektor, Kohlebürsten und Kohlehalterungen sowie beidseitigen, die Lage­ rung für die den Anker tragende Welle bildenden La­ gerschilden, wobei ein erstes äußeres, aus einem elastomeren Material bestehendes Lagerteil (119) in den zugeordneten Lagerschild (103, 104) und ein zwei­ tes inneres aus einem starren Material bestehendes, das Wellenlager (122, 122′) aufnehmendes Lagerteil (120a, 120b) in das äußere Lagerteil (119) eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) zwischen dem äußeren Lagerteil (119) und dem inneren Lagerteil (120a, 120b) zur formschlüssigen Verbindung jeweils radial nach außen vorspringende Ring­ flansche bzw. Ringnuten an den entsprechenden, zugewandten, einander axial überlappenden Flächen gebildet sind, die ineinandergreifen und die beiden Lagerteile zueinander axial arretieren;
• b) Ringflansche (120a′, 120a′′) und Ringnuten (119c) und die äußere Form der beiden Lagerteile so aus­ gebildet sind, daß inneres und äußeres Lagerteil (119; 120a, 120b) miteinander durch axiales Inein­ anderschieben bis zum Erreichen von Anschlagposi­ tionen, in denen die jeweiligen Ringflansche und Ringnuten ineinandergreifen, montierbar sind,
• c) zur unverrückbaren Halterung beider Lagerteile (119; 120a, 120b) der jeweils zugeordnete Lager­ schild (103, 104) einen nach innen vorspringenden Ringflansch (117) bildet, der in eine umlaufende, äußere Ringnut (118) des elastomeren Lagerteils (119) eingreift und
• d) in der endmontierten Sitzposition des metallischen Lagerteils (120a, 120b) dieses mit einem Ringbe­ reich (124) dem Sitz/Verrastungsbereich (117, 118) zwischen Lagerschild (103, 104) und äußerem elasto­ meren Lagerteil (119) gegenüberliegt derart, daß sich eine mechanische Versteifung (backing) gegen axiale und/oder radiale Bewegungen oder Verschie­ bungen des elastomeren Lagerteils (119) ergibt.

2. Wellenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einen äußeren Lagerring bildende elasto­ mere Lagerteil (119) aus einem elastomeren Kunst­ stoff, aus Gummi oder Kautschuk besteht und der das innere Lagerteil (120a, 120b) bildende metallische Ring in einer topfförmigen Ausnehmung (121) das zugeordnete Wellenlager als Kugel-, Nadel- oder Gleitlager aufnimmt.

3. Wellenlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Lagerschild (103, 104) eine Halbschale (116) umfaßt, die die Aufnahmebohrung (115) mit Ringflansch (117) für die aus dem äußeren und dem inneren Lagerteil (119; 120a, 120b) gebildete Wellen­ verbundlagerung bildet.

4. Wellenlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Halbschale (116) jedes Lagerschilds zwei stegförmige Bügel (113) einstückig angesetzt sind, die unter Bildung des Gehäuses des Elektromo­ tors direkt in Aufnahmen (114) des Stators (109) eingeschoben und befestigt sind.

5. Wellenlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das äußere Lagerteil (119) zur Erleichterung des Einschiebens in die Lagerboh­ rung (115) des jeweiligen Lagerschildes (103, 104) eine abgeschrägte vordere Fläche (119a) aufweist, der eine ähnlich abgeschrägte vordere Fläche (119b) gegenüberliegt, die das Einschieben des inneren La­ gerteils (120a, 120b) aus der entgegengesetzten Rich­ tung, mit welcher das äußere Lagerteil (119) mit dem zugeordneten Lagerschild (103, 104) verbunden ist, in den Verbund aus äußerem Lagerteil und Lagerschild ermöglicht.

6. Wellenlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die beiden, Ringflansche (117, 120b) der angrenzenden Komponenten aufnehmen­ den, äußeren und inneren Ringnuten (118, 119c) des äußeren Lagerteils (119) im axialen Abstand zuein­ ander angeordnet sind.

7. Wellenlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die äußere radiale Ring­ fläche des inneren Lagerteils (120a, 120b) und komple­ mentär zu dieser die innere Ringfläche des äußeren Lagerteils (119) im Querschnitt eine abgetreppte, auch innen schräg verlaufende Kontur von ineinander übergehenden, Anschlag-, Positionier- und Paßflächen bildenden Ringflächen (120a′′, 119d) aufweisen.

8. Wellenlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das innere, die Nabe für das aufzunehmende Wellenlager bildende Lagerteil (120a, 120b) im axial nach außen gerichteten Bereich in mindestens zwei, Kühlrippen bildende Ringvor­ sprünge (123) aufgespalten ist.

9. Montageverfahren für die Wellenlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, äußere aus elastomerem Material bestehende Lagerteil durch axiales Aufschie­ ben und Weiterdrücken mit einer der angrenzenden Kom­ ponenten (Aufnahmebohrung 115 des Lagerschilds (103, 104) bzw. innerem Lagerring (120a, 120b)) arretierend verbunden und anschließend die andere Komponente durch axiales Aufschieben aus der Gegenrichtung ebenfalls arretierend eingesetzt wird.

10. Montageverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zunächst das äußere elastomere Lager­ teil (119) axial von innen in die Aufnahmebohrung (115) des jeweiligen Lagerschilds soweit eingeschoben wird, bis einander zugewandte Ringvorsprünge und Ringaus­ nehmungen der Aufnahmebohrung und des Lagerteils in­ einandergreifen und dieses arretieren und daß an­ schließend axial aus der Gegenrichtung von außen das innere, aus Metall bestehende, die Aufnahmenabe für das Wellenlager bildende Lagerteil soweit in das in den Lagerschild eingesetzte äußere Lagerteil einge­ schoben wird, bis beide Lagerteile axial deckungs­ gleich sind und die formschlüssige Arretierung durch umlaufende Ringvorsprünge und Ringausnehmungen erzielt ist und durch das Einschieben des inneren, festen Lagerteils gleichzeitig die Rastver­ bindung zwischen dem äußeren Lagerteil und der Bohrung des Lagerschildes fixiert und gesichert wird.