DE4137607A1 - Einrichtung zum positionieren einer motorausgangswelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Einrichtung zum Positionieren einer Motorausgangswelle in deren axialer Richtung und insbesondere eine Einrichtung zum Posi­ tionieren einer Motorausgangswelle, um die axiale Be­ wegung des Rotors zu minimieren und mechanische Geräusche zu verhindern, die durch die Reibung und das Spiel der Motorausgangswelle verursacht werden, indem die Motoraus­ gangswelle in axialer Richtung exakt positioniert wird.

Bisher wird im allgemeinen die axiale Bewegung einer Motor­ ausgangswelle durch Verwendung einer Mutter, einer Schraube, deren Spitze zu einer bestimmten Form bearbeitet ist, und einer Stahlkugel eingestellt, wobei der Motor in einem Zustand rotiert, in dem die Schraube in Kontakt mit einem Ende der Abgabewelle des Motors liegt, wobei die Schraube durch Anziehen der Mutter an einer Stelle befestigt wird, an der keine Belastung auftritt und die axiale Bewegung der Welle minimiert ist. Diese Einstellmethode der axialen Bewegung der Motorausgangswelle erfordert nicht nur eine hohe Geschicklichkeit beim Fixieren der Schraube und der Mutter, sondern auch verhältnismäßig viel Zeit.

Zur Lösung dieser Probleme ist in der japanischen Patent­ veröffentlichung Nr. 56 701/1986 ein Verfahren zur Posi­ tionierung einer Motorausgangswelle offenbart.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht des wesentlichen Teils eines Lagers zur Erläuterung eines herkömmlichen Verfahrens zum Positionieren einer Motorausgangswelle.

In Fig. 3 ist ein Schneckenrad in einem unteren Teil (nicht dargestellt) eines Getriebegehäuses 31 untergebracht, und eine Motorausgangswelle 32, die mit einer Schnecke ver­ sehen ist, welche mit dem Schneckenrad kämmt, wird von einem Lagervorsprung 33 gehalten, der radial nach innen das Getriebegehäuse 31 vorsteht.

An der Spitze der Motorausgangswelle 32 ist ein konischer Vorsprung 34 angeformt, der in Richtung eines hohlen Teils 35 vorsteht, der von dem Getriebegehäuse 31 und dem Lager­ vorsprung 33 begrenzt ist. In dem hohlen Teil 35 ist ein Injektionskanal 36 ausgebildet, der die Innenseite und die Außenseite des hohlen Teils 35 miteinander verbindet.

Eine Düse 37 einer Einspritzformeinrichtung zum Ein­ spritzen eines Kunststoffs 38 wird mit dem Kanal 36 ver­ bunden, um Kunststoff 38 in den hohlen Teil 35 zu inji­ zieren. Der Kunststoff 38, beispielsweise Polyacetalharz, wird mit einer geringeren Geschwindigkeit als der normalen Einspritzgeschwindigkeit injiziert. Nachdem der Kunststoff 38 in den hohlen Teil 35 eingespritzt ist, ist der Kunst­ stoff 38 zur Hälfte erstarrt, um eine Hautschicht 39 zu bilden. Auf diese Weise ist verhindert, daß der Kunst­ stoff 38 durch einen Spalt 40 zwischen der Motorausgangs­ welle 32 und dem Lagervorsprung 33 austritt.

Danach wird der Kunststoff mit einem erhöhten Injektions­ druck eingeführt, kühlt ab und erhärtet, um einen geeigneten Spalt zwischen dem konischen Vorsprung 34 der Motorausgangs­ welle 32 und dem Kunststoff 38 auszubilden.

Da der Einspritzdruck erst dann erhöht wird, nachdem die Hautschicht 39 des zuerst injizierten Kunststoffs 38 abge­ kühlt und erhärtet ist, ist verhältnismäßig viel Zeit und Arbeit erforderlich, und der Einspritzdruck oder die Ein­ spritztemperatur müssen präzise gesteuert werden.

Wenn zudem während des ersten Einspritzvorgangs keine ein­ wandfreie Hautschicht 39 ausgebildet wird, kann der Kunst­ stoff 38 aus dem Zwischenraum zwischen der Motorausgangs­ welle und dem Lager 33 ausfließen.

Außerdem ist eine äußerst aufwendige Einstellung erforder­ lich, um mit der erforderlichen Genauigkeit die relativen Positionen des in den hohlen Teil 35 injizierten Kunst­ stoffs 38 und des konischen Vorsprungs 34 der Motorausgangs­ welle 32 einzustellen, sowie hinsichtlich des Rotations­ spaltes zwischen diesen Teilen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu lösen. Es soll eine Vorrichtung zur Posi­ tionierung einer Motorausgangswelle angegeben werden, die kein axiales Spiel zwischen der Motorausgangswelle und den Lagern hervorruft.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge­ löst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der Erfindung enthält die Einrichtung zum Positionieren einer Motorausgangswelle für Motoren mit Schneckenunter­ setzungsgetriebe, welches den Output der Motorwelle über­ trägt, ein Getriebegehäuse mit einem hohlen Teil zur Auf­ nahme einer Schnecke, die mit der Motorausgangswelle ver­ bunden ist, und eines Schneckenrades (7), welches mit der Schnecke kämmt und ein Ende der Motorausgangswelle auf­ nimmt. Der hohle Teil enthält ein Lager der Motorwelle, eine Stahlkugel, einen Lagerhalter mit Verriegelungshalte­ armen und/oder Axialspiel-Einstellvorsprüngen, die in Rich­ tung des Bodens des hohlen Teils weisen, sowie eine Füll­ masse, die in den hohlen Teil durch ein Einfülloch an dem hohlen Teil eingebracht ist.

Ein Abdichtungsvorsprung für die Füllmasse ist am Umfang des Lagerhalters angeformt und die Füllmasse besteht aus einem Kunststoff, der nach dem Einfüllen erhärtet.

Außerdem ist ein Inspektionsloch zum Einstellen der Posi­ tion des Lagerhalters und zur Überprüfung am Boden des hohlen Teils vorgesehen, ob der Kunststoff vollständig eingebracht ist.

Der Lagerhalter umschließt das Lager und die Stahlkugel, und die Motorausgangswelle ist in das Lager eingesetzt.

Nachdem die Position des Lagerhalters unter Verwendung eines Anschlags durch das Inspektionsloch an dem hohlen Teil eingestellt ist, wird der Kunststoff durch das Ein­ fülloch eingeführt, und der Lagerhalter wird fest an einer geeigneten Position angebracht, wenn der Kunststoff er­ härtet.

Die Position des Lagerhalters wird eingestellt, indem die Axialspiel-Einstellvorsprünge an dem Boden des Lager­ halters gegen den Boden des hohlen Teils gezwängt werden. Der Kunststoff wird durch das Einfülloch in einem Zustand eingefüllt, in dem die Axialspiel-Einstellvorsprünge, die geringfügig länger sind, gebogen sind, wenn diese gegen den Boden des hohlen Teils anstoßen. Der Kunststoff er­ härtet dann, um den Lagerhalter in seiner Position zu befestigen.

Mit dieser einfachen Einrichtung kann die Motorausgangs­ welle exakt in axialer Richtung eingestellt werden, wobei um diesen Abschnitt kein Spiel entsteht.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen. Dabei zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung einen Motor und ein Untersetzungsgetriebe zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Einrich­ tung zum Positionieren der Motorausgangswelle;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Lagers der Motorausgangswelle und

Fig. 3 eine Querschnittsansicht des wesentlichen Teils eines Lagers zur Erläuterung des her­ kömmlichen Verfahrens zum Positionieren der Motorausgangswelle.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Motors und Untersetzungsgetriebes zur Erläuterung der erfindungsge­ mäßen Einrichtung zur Positionierung der Motorausgangs­ welle. Fig. 2A bis 2B sind Querschnittsansichten des Lagers der Motorausgangswelle.

In Fig. 1 bezeichnen das Bezugszeichen 1 einen eigentlichen Motor, der mit einer Untersetzungsgetriebeeinheit 2 ver­ bunden ist, und 3 einen Rotor, mit dem eine Motorausgangs­ welle 4 verbunden ist. Die Motorausgangswelle 4 ist durch drei Lager 5, 5′ und 5′′ gehalten (beispielsweise Radial­ lager). Auf der Motorausgangswelle 4 ist eine Gewinde­ schnecke 6 ausgebildet, mit der ein Schneckenrad 7 kämmt. Eine Ausgangswelle 8 erstreckt sich von der Mitte des Schneckenrades 7 und ist beispielsweise mit einem Auto­ scheibenwischer verbunden. Ein Ende der Motorausgangswelle 4 ist von einer Stahlkugel 9 gehalten, und die Stahlkugel 9 und das Lager 5 sind in den Lagerhalter 22 eingeschlossen und fest darin eingesetzt. Indem die äußere Umfangsfläche des Lagers 5 rund oder kugelig ausgebildet, kann eine ge­ ringfügige Fehlausrichtung der Motorausgangswelle 4 auto­ matisch eingerichtet werden. Ein hohler Teil 10 befindet sich zwischen dem Lagerhalter 22 und dem Getriebegehäuse 17.

Innerhalb eines Motorgehäuses 16 des eigentlichen Motors 1 befinden sich ein Magnet 11, ein Kommutator 12 und Bürsten 13, die in der Figur dargestellt sind, um als Standard-Gleichstrommotor zu arbeiten.

Nachfolgend wird der Lagerhalter 22 mit Bezug auf Fig. 2A näher beschrieben.

Der Lagerhalter 22 hat einen abdichtenden Vorsprung 24 an seinem Rand, der verhindert, daß die Fülleinlage bzw. Füll­ masse aus dem Spalt zwischen dem Umfang des Lagerhalters 22 und dem Getriebegehäuse 17 austritt. Stützarme 25 stehen von dem Boden des Lagerhalters 22 vor. Vier Stützarme 25 sind beispielsweise vorgesehen, um eine relative Drehung des Lagerhalters 22 und der Fülleinlage 23 zu verhindern, nachdem die Füllmasse 23 auf die weiter unten näher be­ schriebene Weise eingeführt und erhärtet ist.

Ein Inspektionsloch 27 ist andererseits im wesentlichen in der Mitte des Bodens 26 des hohlen Teils 10, in den der Lagerhalter 22 eingesetzt ist, ausgebildet, während sich ein Fülloch 28 an dem oberen Teil des hohlen Teils 10 befindet, wie Fig. 2 zeigt.

Die axiale Kraft, die auf ein Ende der Motorausgangswelle 4 ausgeübt wird, wird von der Stahlkugel 9′ aufgenommen. Die axiale Kraft, die auf das andere Ende der Motorausgangs­ welle 4 ausgeübt wird, wird von der Stahlkugel 9 aufge­ nommen, die in dem Lagerhalter 22 angeordnet ist. Die Radialkraft, die auf die Motorausgangswelle 4 ausgeübt wird, wird von drei Radiallagern 5, 5′ und 5′′ aufgenommen. In diesem Zustand wird der Lagerhalter 22 beispielsweise von einem Stift gedrückt, wodurch der Lagerhalter 22 an einer Stelle positioniert wird, an der kein axiales Spiel auftritt, woraufhin die Füllmasse 23 durch das Einfülloch 28 eingeführt bzw. eingespritzt wird. Die Füllmasse 23 kann wegen des abdichtenden Vorsprungs 24 des Lager­ halters 22 nicht austreten und fließt aus dem Inspektions­ loch 27 über, nachdem sie vollständig eingebracht ist. Die Füllmasse 23 ist aus solchen Kunststoffen ausgewählt, die nach dem Einfüllen erhärten, beispielsweise handelt es sich um ein Zwei-Komponenten-Expoxydharz oder um einen wärmehärtenden Kunststoff. Wenn die Füllmasse 23 erhärtet, ragen die Haltearme 25 in die Füllmasse 23 hinein vor, um eine relative Drehung des Lagerhalters 22 gegenüber der Füllmasse 23 zu verhindern. Da die Füllmasse 23 in einem Zustand injziert ist und erhärtet, in dem eine Einstellung vorgenommen ist, die axiales Spiel eliminiert, kann der Lagerhalter 22 in einer Position ohne axiales Spiel be­ festigt werden.

Fig. 2B zeigt eine weitere Ausführungsform des Lager­ halters 22. In Fig. 2B ist ein Axialspiel-Einstellvorsprung 29 an der Spitze des Lagerhalters 22 angeformt. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform wird die Motorausgangs­ welle 4 von den Lagern 5, 5′ und 5′′ und den Stahlkugeln 9 und 9′ gelagert. In diesem Zustand stoßen die Axialspiel- Einstellvorsprünge 29 an den Boden 26 des hohlen Teils 10 an, um sich zu krümmen, wodurch das axiale Spiel der Motor­ ausgangswelle eliminiert ist. In dieser Weise wird der Lagerhalter 22 in einer Position ohne axiales Spiel von der Füllmasse 23 befestigt, die durch das Einfülloch 28 eingespritzt wird. Bei dieser Ausführungsform ist kein Inspektionsloch 27 vorgesehen.

Der Durchmesser der Axialspiel-Einstellvorsprünge 29 ist auf einen solchen Wert eingestellt, daß die Vorsprünge bei einer Kraft ausbeulen bzw. sich krümmen, die kleiner ist als die beim tatsächlichen Betrieb ausgeübte Axial­ kraft. Infolgedessen variiert der Durchmesser der Axial­ kraft-Vorsprünge 29 in Abhängigkeit von dem Material des Lagerhalters 22.

Fig. 2C zeigt eine weitere Ausführungsform des Lager­ halters 22. In Fig. 2C springen Haltearme 25 von dem Boden des Lagerhalters 22 vor, wobei Axialspiel-Einstell­ vorsprünge 29 an deren Spitzen angeformt sind. Beispiels­ weise sind 4 Haltearme 25 vorgesehen, die die relative Drehung des Lagerhalters 22 gegenüber der Füllmasse 23 verhindern, nachdem diese auf die weiter unten beschriebene Weise eingefüllt und erhärtet ist. Die Axialspiel-Einstell­ vorsprünge 29 werden verwendet, um das Axialspiel der Mo­ torausgangswelle 4 zu eliminieren, indem die Vorsprünge 29 gegen den Boden 26 des hohlen Teils 10 anstoßen und sich krümmen. Der Durchmesser der Axialspiel-Einstellvorsprünge 29 ist auf einen solchen Wert eingestellt, daß sich diese bei einer Kraft verbiegen, die kleiner ist als die im tatsäch­ lichen Betrieb ausgeübte Axialkraft. Infolgedessen variiert der Durchmesser der Axialspiel-Einstellvorsprünge 29 in Abhängigkeit von dem Material des Lagerhalters 22.

Der Durchmesser der Haltearme 25 ist andererseits auf einen Wert eingestellt, der größer ist als derjenige der Axial­ spiel-Einstellvorsprünge 29, d. h. auf einen solchen Wert, daß die Haltearme 25 durch die beim tatsächlichen Betrieb ausgeübte Axialkraft kaum verbogen werden. Auf diese Weise absorbiert der Teil der Axialspiel-Einstellvorsprünge 29, der aus einem Vorsprung besteht, das Axialspiel, wenn dieser sich verbiegt, während der Teil des Haltearms 25 desselben Vorsprungs die Drehung des Lagerhalters 22 durch seine Starrheit bzw. Festigkeit verhindert.

Die Füllmasse 23 wird durch das Einfülloch 28 in einem Zustand injiziert, in dem die Axialspiel-Einstellvor­ sprünge 29 gegen den Boden 26 des Lagerhalters 22 an­ stoßen und sich verbiegen. Die Füllmasse 23 wird durch die abdichtenden Vorsprünge 24 des Lagerhalters 22 am Austritt gehindert und fließt aus dem Inspektionsloch 27 nach vollständiger Füllung über. Die Füllmasse wird aus solchen Kunststoffen bzw. Kunstharzen ausgewählt, die nach dem Einfüllen erhärten. Wenn die Füllmasse 23 erhärtet ist, wird der Lagerhalter 22 in seiner Position gehalten, womit axiales Spiel der Motorausgangswelle 4 verhindert ist.

Fig. 2D zeigt eine weitere Ausführungsform des Lagerhalters. Bei dieser Ausführungsform sind die Verriegelungshalterarme 25 und die Axialspiel-Einstellvorsprünge 29 unabhängig von­ einander als getrennte Vorsprünge ausgebildet. Beispiels­ weise sind vier Haltearme 25 vorgesehen, und ein Axial­ spiel-Einstellvorsprung 29 befindet sich in der Mitte des Lagerhalters 22 (in der Mitte der vier Haltearme 25). Bei dieser Ausführungsform ist ein Inspektionsloch 27 vorge­ sehen, und zwar nicht in der Mitte des Bodens 26 des hohlen Teils 10, sondern an der gegenüberliegenden Seite des Ein­ füllochs 28 des Bodens 26, um zu verhindern, daß die Axial­ spiel-Einstellvorsprünge 28 das Inspektionsloch 27 beein­ trächtigen.

Gemäß der Erfindung kann die Motorausgangswelle axial ohne großen Aufwand präzise positioniert werden, wodurch mechanische Geräusche durch die Motorausgangswelle, die Lager und dergleichen vermieden sind.

Claims (8)

1. Einrichtung zum Positionieren einer Motorausgangswelle für einen Motor mit einem Schneckenuntersetzungsgetriebe (1), welches die Drehung einer Motorausgangswelle (4) über­ trägt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Getriebegehäuse (17) einen hohlen Teil (10) auf­ weist zur Aufnahme einer Schnecke (6), die mit einer Motor­ ausgangswelle (4) verbunden ist, und eines Schneckenrades (7), welches mit der Schnecke (6) kämmt und ein Ende der Motorausgangswelle (4) aufnimmt, wobei der hohle Teil (10) ein Lager (5) der Motorausgangswelle (4) und eine Stahl­ kugel (9) aufnimmt und ein Lagerhalter (22) Vorsprünge auf­ weist, die in Richtung des Bodens (26) des hohlen Teils (10) vorstehen, und wobei eine Füllmasse (23) durch ein Einfülloch (21) an dem hohlen Teil (10) in dieses eingefüllt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge als Haltearme dienen, um eine relative Drehung des Lagerhalters (22) gegenüber der Füllmasse (23) zu verindern.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge die Aufgabe haben, die Motorausgangs­ welle (4) so einzustellen, daß ihr axiales Spiel dadurch beseitigt ist, daß sich diese Vorsprünge verbiegen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge als Haltearme dienen, um die relative Drehung des Lagerhalters (22) gegenüber der Füllmasse (23) zu verhindern und um die Motorausgangswelle (4) so einzu­ stellen, daß ihr axiales Spiel eliminiert ist, indem diese Vorsprünge sich verbiegen.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge solche Vorsprünge (25) aufweisen, die als Haltearme zur Verhinderung einer relativen Drehung des Lagerhalters (22) gegenüber der Füllmasse (23) dienen, sowie Vorsprünge (29) mit der Aufgabe, die Motorausgangs­ welle (4) so einzustellen, daß ihr axiales Spiel eliminiert ist, indem sich diese Vorsprünge (29) verbiegen.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtungsvorsprung (24) am Umfang des Lagerhalters (22) ausgebildet ist, um ein Ausfließen der Füllmasse (23) zu verhindern.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse (23) aus einem Kunststoff besteht, der nach dem Einfüllen erhärtet.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Inspektionsloch (27) an dem Boden (26) des hohlen Teils (10) ausgebildet ist, um die Position des Lagerhalters (22) einzustellen und um zu sehen, ob die Füllmasse (23) vollständig eingefüllt ist.