DE4039571C2 - Kollektorloser Außenläufermotor mit lösbar befestigten Lagerschilden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen kollektorlosen Außenläufermo­ tor, bestehend aus einem Stator und einer mit dem Stator verbundenen Welle, auf der ein mit seinem Rotormantel den Stator umgebender Rotor drehbar gelagert ist und der Rotor­ mantel an mindestens einem axialen Ende durch ein Lager­ schild lösbar verschlossen ist.

Ein derartiger Außenläufermotor ist aus der Patentschrift US 4 698 562 bekannt. Hierbei weist dieser einen Permanentma­ gnetrotor auf, wobei der Rotormantel eine relativ große Wandstärke besitzt. Diese große Wandstärke ermöglicht es, das Lagerschild mittels Schrauben unmittelbar an dem Stirnende des Rotormantels zu befestigen, indem die Schrau­ ben in die Stirnfläche des Rotormantels eingeschraubt werden. Bei anderen kollektorlosen Außenläufermotoren, bei denen an der Innenseite des Rotormantels Magnetstreifen eingeklebt sind, besitzt der Rotormantel eine geringe Wandstärke, so daß eine schraubgemäße Befestigung des Lagerschildes unmittelbar im Rotormantel nicht mehr möglich ist.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DT 25 36 094 A1 ist es bekannt, das Lagerschild eines Außenläufermotors mit dem Rotormantel dadurch lösbar zu verbinden, daß letzterer bei der Montage durch ein Druckmittel aufgeweitet wird, welches durch einen Ringkanal im Lagerschild zugeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lösbare Be­ festigung für Lagerschilde bei kollektorlosen Außenläufer­ motoren zu schaffen, die einfach in der konstruktiven Ausge­ staltung ist und mit der die Lagerschilde mit geringem Mon­ tageaufwand an einem dünnwandigen Rotormantel befestigbar sind.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Lager­ schild mit dem Rotormantel lösbar verbunden ist, indem an der Innenseite des Lagerschildes in radialer Richtung ver­ schiebbare Laschen angeordnet sind, die mittels Befesti­ gungsmitteln arretierbar sind, und in der Arretierstellung mit ihren radial äußeren Enden Hinterschneidungen an der inneren Umfangsfläche des Rotormantels zumindest kraft­ schlüssig hintergreifen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht eine Vormontage der Lagerschilde mit den Laschen, so daß die derart vormontierten Lagerschilde über die Rotor­ welle bis zur Stirnseite des Rotormantels aufgeschoben und einfach durch radiale Verschiebung der Laschen fixiert werden können, wobei die Hinterschneidung nur eine geringe Abmessung haben muß, so daß hierdurch der Rotormantel nicht geschwächt wird und eine relativ geringe Wandstärke ausrei­ chend ist. Hierbei sind die Laschen mit ihren Befestigungs­ mitteln in den Lagerschilden integriert, so daß durch sie die kompakte Bauform des Motors nicht beeinträchtigt wird. Zudem stellen die Laschen einfache, kostengünstige Metall­ teile dar.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Er­ findung näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen kol­ lektorlosen Außenläufermotor,

Fig. 2 eine Ansicht auf die dem Stator zugekehrte Innen­ seite eines erfindungsgemäßen Lagerschildes,

Fig. 3 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Lasche zum Befestigen des Lagerschildes am Rotor des Außen­ läufermotors gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine Ansicht auf die Außenseite des Lagerschildes gemäß Fig. 2 und

Fig. 5 eine Schraube zur Befestigung des Lasche gemäß Fig. 3.

Eine erfindungsgemäße Ausführung eines kollektorlosen Außen­ läufermotors ist in Fig. 1 dargestellt. Dieser umfaßt einen Stator 1 bekannter Bauweise, bestehend aus einem Statorblech­ paket und der Statorwicklung. Der Stator 1 ist mit einer Welle 2 drehfest verbunden. Diese Welle 2 ist vorteilhafter­ weise zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildet, so daß durch sie nicht dargestellte Anschlußlitzen zu den Stator­ wicklungen bzw. zu einer am Stator befestigten Leiterplatte 3 geführt werden können. Der Stator 1 wird von einem Rotor 4 umfaßt, der aus einem hohlzylindrischen Rotormantel 6 und zwei diesen an seinen axialen Enden verschließenden Lager­ schilden 7 besteht. Diese Lagerschilde 7 sind im wesentli­ chen als kreisförmige Scheiben ausgebildet, in deren mitt­ leren Öffnungen 9 Lager 10, insbesondere Kugellager angeord­ net sind, deren Außenringe über einen Preßsitz mit den Lagerschilden 7 verbunden sind.

Durch diese Lager 10 verläuft die Welle 2. Die Lagerschilde 7 sind mit dem Rotormantel 6 lösbar verbunden. Hierzu sind an der dem Stator 1 zugekehrten Innenseite der Lagerschilde 7 in radialer Richtung verschiebbar Laschen 11 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei am Umfang der Lagerschilde 7 jeweils gegeneinander um 120° versetzte Laschen 11 vorgesehen. Diese Laschen 11 (siehe Fig. 3) be­ stehen aus einem planen Anlageabschnitt 12, in dem eine Ge­ windebohrung 13 ausgebildet ist. Am radialen äußeren Ende des Anlageabschnittes 12 ist eine zu diesem parallel in Richtung auf den Stator 1 versetzte Zunge 14 angeformt, die über einen schräg zum Anlageabschnitt 12 verlaufenden Ver­ bindungsabschnitt 15 mit diesem verbunden ist. Der Anlageab­ schnitt 12 weist an seinen beiden Längskanten rechtwinklig in Richtung auf den Stator 1 abgebogene Randstege 17 auf. Die erfindungsgemäßen Laschen sind als Biegestanzteil aus­ gebildet.

Die Laschen 11 sind in radial verlaufenden Ausnehmungen 18, siehe Fig. 2, an der Innenseite der Lagerschilde 7 geführt, wobei die Ausnehmungen 18 die Laschen 11 formschlüssig auf­ nehmen. Die Höhe der Randstege 17 der Laschen 11 ist der Tiefe der Ausnehmungen 18. In den Ausnehmungen 18 ist ein axialer Vorsprung 19 mit planer Stirnfläche 21 ausgebildet, wobei der senkrechte Abstand der Stirnfläche 21 von der In­ nenfläche 22 der Lagerschilde 7 etwa gleich dem Versatz zwischen dem Anlageabschnitt 12 und der Zunge 14 der Lasche 11 ist, so daß, wie im folgenden noch erläutert wird, die in Fig. 1, linke Hälfte, gezeigte Arretierstellung bzw. Anzug­ stellung der Lasche 11 eingenommen werden kann.

Die Laschen 11 werden mittels in die Gewindebohrungen 13 von außen durch die Lagerschilde hindurch eingeschraubte Schrau­ ben 23 als Befestigungsmittel (siehe Fig. 1 und Fig. 5) in den Ausnehmungen 18 ge­ halten. Hierbei verlaufen die Schrauben 23 mit ihrem Gewin­ deschaft 24 durch radiale Langlöcher 25 in den Lagerschil­ den 7. Auf ihrer Außenseite weisen die Lagerschilde 7 radia­ le, randoffene Ausnehmungen 26 auf, die zur Aufnahme der Schraubenköpfe 27 der Schrauben 23 dienen und an ihrem radial innenliegenden Bereich stufenförmig ausgebildet sind. Diese Stufe 39 erstreckt sich axial nach außen jeweils in die dem Stator 1 abgekehrte Richtung.

Die Lagerschilde 7 besitzen an ihrer Innenseite einen gegen­ über ihrem äußeren Umfang radial nach innen versetzen, in Richtung auf den Stator 1 vorspringenden, kreisförmigen Zen­ trierbund 28, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Rotormantels 6 entspricht. Der Versatz des Zentrierbun­ des 28 gegenüber dem äußeren Umfang des Rotormantels 6 ent­ spricht der Wandstärke des Rotormantels 6. An der Innenseite weist der Rotormantel 6 an seinen beiden Enden jeweils eine als innere Umfangsnut 29 ausgebildete Hinterschneidung auf, wobei der axiale Abstand der vorderen Nutwand 31 mindestens der Breite des Zentrierbundes 28 entspricht und die Nutbrei­ te mindestens gleich der Wandstärke der Rastzungen 14 der Laschen 11 ist. Wie an sich bekannt, weist der Rotormantel 6 an seiner Innenseite mittig angeordnet Magnetstreifen 32 auf. Weiter ist zu erkennen, siehe Fig. 4, daß in der Außen­ fläche der Lagerschilde 7 auf einem Kreis um deren Mittel­ achse Sacklöcher 33 ausgebildet sind, in die Gewichte zum Ausgleich von eventuell bestehenden Unwuchten eingepreßt werden können. Die Stufe 39 besitzt eine Stufenstirnfläche 41. Der radiale Abstand dieser Stufenstirnfläche von der inneren Umfangsfläche des Rotormantels 6 am Übergang zur Umfangsnut 29 ist kleiner als der radiale Abstand des freien Endes der Rastzungen 14 von der äußeren Umfangsfläche der Schraubenköpfe an dieser der Rotorwelle 2 zugekehrten Seite.

Die vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Ausgestaltung eines kollektorlosen Außenläufermotors ermöglicht folgenden Zusammenbau. Nachdem der mit Leiterplatte 3 versehene Stator 1 auf der Welle 2 befestigt ist und einendig am Sicherungs­ ring 35 anliegt, wird zunächst beispielsweise in Fig. 1 das linke mit dem Kugellager 10 versehene Lagerschild 7 auf die Welle 2 aufgeschoben, bis das Kugellager 10 an dem Wellensi­ cherungsring 36 anliegt. Weiterhin weist das vormontierte Lagerschild 7 bereits in seinen drei Ausnehmungen 18 die Laschen 11 auf, wobei die Laschen 11 nur lose in den Aus­ nehmungen 18 mittels der Schrauben 23 gehalten sind, wie in Fig. 1 in der rechten Hälfte dargestellt ist. In dieser Stellung sind die Schrauben 23 derart in den Langlöchern 25 geführt, daß sie am inneren radialen Ende 37 der Langlöcher 25 in etwa anliegen und die Schraubenköpfe 27 auf den Stufen 39 aufliegen, so daß die Rastzungen 14 mit ihren äußeren Enden unterhalb der inneren Umfangsfläche des Rotormantels 6 liegen, so daß das Lagerschild 7 stirnseitig auf den Rotormantel 6 aufgesetzt und hierbei der Zentrierbund 28 in den Rotormantel 6 eingeschoben werden kann, bis der Rotor­ mantel 6 mit seiner Stirnfläche an der vom Zentrierbund gebildeten Absatzfläche 38 anliegt. In dieser Stellung werden nun die Laschen 11 radial nach außen (siehe Pfeil x in Fig. 1, rechte Hälfte) mittels der Schrauben 23 verscho­ ben. Dadurch schiebt sich der Schraubenkopf 27 von der Stufe 39 auf die untere Ebene 40 der randoffenen Ausnehmung 26, wobei gleichzeitig die Bastzungen 14, wie in Fig. 1, linke Hälfte gezeigt, in die Hinterschneidung 20 des Rotormantels 5 eingreifen. Die Schrauben 23 können soweit eingeschraubt bzw. angezogen werden, bis die in Fig. 1, linke Seite ge­ zeigte Lage der Lasche 11 erreicht ist, in der einerseits der Anlageabschnitt 12 an der Stirnfläche 21 der Vorsprünge 19 anliegt und andererseits die Rastzunge 14 Lasche 11 an der vorderen Nutwand 31 der Innennut 20 (Hinterschneidung) fest anliegt, so daß eine kraftschlüssige Halterung des Lagerschildes am Rotor­ mantel 6 gegeben ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Stufe 39 mit deren Stirnfläche 41 zu der Ebene 40 der randoffenen Ausnehmung 26 wird erreicht, daß, wenn der Schraubenkopf 27 auf deren unterer Ebene 40 aufliegt, sicher­ gestellt ist, daß die Rastzungen 14 in die Umfangsnut 29 des Rotormantels 6 eingreifen. Hierdurch kann erfindungsgemäß durch einfachen Sichtkontakt überprüft werden, ob eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Teilen besteht. In dieser Anlagestellung der Lasche 11 besitzt diese eine etwa rechtwinklige Ausrichtung zur Längsachse des Rotors. Nach der Montage des in Fig. 1, rechte Seite, dargestellten Lagerschildes kann in gleicher Weise das in Fig. 1, rechte Seite, gezeigte Lagerschild nunmehr montiert werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das gezeigt Ausfüh­ rungsbeispiel beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Maßnahmen. Hierbei ist es möglich, einen erfindungsgemäßen Motor auch nur mit einem lösbar befestigten Lagerschild auszustatten und beispiels­ weise das andere Lagerschild mit dem Rotormantel einstückig auszubilden. Auch in diesem Falle wird, wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, ein vollständig geschlossener Rotor erreicht, der geeignet ist, für einen kollektorlosen Außenläufermotor mit einer höheren Schutzart verwendet zu werden.

Claims (9)

1. Kollektorloser Außenläufermotor, bestehend aus einem Stator (1) und einer mit dem Stator (1) verbundenen Welle (2), auf der ein mit seinem Rotormantel (6) den Stator (1) umgebender Rotor (4) drehbar gelagert ist, wobei der Rotormantel (6) an mindestens einem axialen Ende durch ein Lagerschild (7) lösbar verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerschild (7) mit dem Rotormantel (6) lösbar verbun­ den ist, wozu an der Innenseite des Lagerschildes (7) in radialer Richtung verschiebbare Laschen (11) angeordnet sind, die mittels Befestigungsmitteln (23) am Lagerschild (7) arretierbar sind und in der Arretierstellung mit ihren radialen äußeren Enden Hinterschneidungen (20) an der inneren Umfangsfläche des Rotormantels (6) zumin­ dest kraftschlüssig hintergreifen.

2. Außenläufermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (11) aus einem planen Anlageabschnitt (12) sowie aus einer die Hinterschneidung (20) hintergrei­ fende, gegenüber dem Anlageabschnitt (12) in Richtung auf den Stator (1) parallel versetzten Rastzunge (14) bestehen.

3. Außenläufermotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (11) in radial verlaufenden Ausnehmungen (18) an der Innenseite des Lagerschildes (7) vorzugsweise formschlüssig gehalten und geführt sind.

4. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (11) an den Längskanten des Anlageabschnittes (12) Randstege (17) aufweisen, deren Höhe kleiner gleich der Tiefe der Ausnehmungen (18) des Lagerschildes (7) ist.

5. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (23) der Laschen (11) aus Schrauben bestehen, die in radial verlaufenden Langlöchern (25) des Lagerschildes (7) radial verschiebbar geführt sind.

6. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschilde (7) an ihrer Innenseite einen gegenüber dem äußeren Umfang radial nach innen versetzten, in Richtung auf den Stator (1) vorspringenden, kreisförmi­ gen Zentrierbund (28) aufweisen, dessen Außendurchmes­ ser dem Innendurchmesser des Rotormantels (6) ent­ spricht.

7. Außenläufermotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Versatz des Zentrierbundes (28) gegenüber dem äußeren Umfang des Rotormantels (6) der Wandstärke des Rotor­ mantels (6) entspricht.

8. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotormantel (6) an seiner Innenseite an seinen beiden Enden jeweils eine als innere Umfangsnut (29) ausgebil­ dete Hinterschneidung besitzt, wobei der axiale Abstand der vorderen Nutwand (31) mindestens der Breite des Zentrierbundes (28) entspricht und die Nutbreite minde­ stens gleich der Wandstärke der Rastzungen (14) der Laschen (11) ist.

9. Außenläufermotor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Langlöchern (25) Stufen (39) ausgebildet sind, de­ ren Stufenstirnfläche (41) einen radialen Abstand von der Innenfläche des Rotormantels (6) besitzt, der klei­ ner ist als der radiale Abstand zwischen den freien Enden der Rastzungen (14) und der äußeren Umfangsfläche der Schraubenköpfe (27) der Schrauben (23) auf ihrer der Welle (2) zugekehrten Schraubenkopfseite.