DE60200172T2

DE60200172T2 - Motorgehäuse

Info

Publication number: DE60200172T2
Application number: DE2002600172
Authority: DE
Inventors: Ben To Fan Tai Po Ind.Est. Wong
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric SA
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2022-02-16
Also published as: EP1237255B1; US6700254B2; US20020113506A1; GB0104212D0; DE60200172D1; EP1237255A1; CN1248389C; ES2214463T3; CN1373545A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf Miniaturelektromotoren und speziell auf das Gehäuse für einen Miniaturmotor.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Miniaturmotoren gibt es in unterschiedlicher Größe und bei kleinen Miniaturmotoren ist der Werkstoff des hinteren Gehäuseteils relativ dünn, so dass sich eine Abschlusskappe oder ein Lagerschild am hinteren Gehäuse durch Quetschen des hinteren Gehäuse befestigen lässt. Dieses Quetschverfahren kann mit dem Biegen über einen sich axial erstreckenden Finger, der aus der Kante des hinteren Gehäuses ausgeschnitten wurde, oder einfach mit dem Verformen einzelner Teile der Kante des hinteren Gehäuses verbunden sein.
In dem Maße, wie die Größe und Leistung des Motors zunimmt, ist es auch wünschenswert, die Dicke des hinteren Gehäuses zu erhöhen, da sie den Rückschluss des magnetischen Flusses für den Ständer bildet.
Mit der Dicke des hinteren Gehäuses nimmt jedoch die Kraft zu, die erforderlich ist, um die Lagerschilde an das Metallgehäuse zu quetschen. Das Metall zeigt auch eine Rückfederungserscheinung, so dass der Finger, wenn das Schnittfinger-Quetschverfahren bei einem dickwandigen Gehäuse, sagen wir in der Größenordnung von 2 mm, eingesetzt wird, leicht zurückfedern. Während die Abschlusskappe noch immer durch den Finger gehalten wird, wird sie nicht mehr fest an das Metallgehäuse gedrückt, was zu Spiel oder Bewegung zwischen dem Metallgehäuse und der Abschlusskappe führt.
Es ist auch bekannt, z. B. aus US 3732616 , dass man Aussparungen in das Gehäuse schneiden kann, um Paare von gegenüberliegenden, sich auf dem Umfang erstreckenden Fingern auszubilden. Manchmal können die Finger gefügt werden. Das Lagerschild wird an das Gehäuse gequetscht, indem die Finger radial über eine Quetschfläche der Abschlusskappe gequetscht werden, wodurch die axiale Trennung der Abschlusskappe und des Gehäuses verhindert wird.
Obwohl die Verbindung nicht durch das Zurückfedern der Metallfinger beeinflusst wird, hängt jedoch der Festheitsgrad der Verbindung von den relativen Abmessungen der Abschlusskappen- und Gehäusequetschteile ab. Deshalb werden solche Verbindungen meistens bei Metall-Lagerschildern eingesetzt. Wenn die Dicke des Lagerschildes zu klein ist oder die Finger zu schmal sind, dann gibt es einen Spalt zwischen dem Lagerschild und dem Finger; was eine lockere Verbindung zwischen dem Lagerschild und dem Gehäuse ergibt. Wenn das Lagerschild zu dick oder hoch ist und/oder die Finger zu breit sind, dann führt das Quetschen nicht zum gewünschten Ergebnis und eine übermäßig ausgeübte Kraft kann den Motor beschädigen oder die Finger verformen, was zu möglichen Schäden oder Montage- und Handhabungsproblemen sowie zu möglichen Problemen der Relaxation der Klemmverbindung führen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Somit besteht ein Bedarf für ein Verfahren zur Verbindung einer Abschlusskappe mit einem Motorgehäuse, das die Abschlusskappe am Gehäuse in einer einfachen, aber dennoch schnellen und effektiven Weise sicher befestigt.
Dieser Bedarf wird durch einen Motor gemäß Anspruch 1 befriedigt.
Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung in einem ihrer Aspekte einen Miniaturelektromotor bereit, der ein rohrförmiges Gehäuse und mindestens eine Abschlusskappe umfasst, wobei die Abschlusskappe einen im Gehäuse eingepassten Nabenteil, einen Flansch, der an eine axiale Stirnseite des Gehäuses anstößt, und einen Formschlussteil aufweist; wobei das Gehäuse mindestens einen Finger aufweist, der sich in einer Ebene senkrecht zur Achse des Gehäuses erstreckt und in radialer Richtung so verformt wird, dass er mit dem Formschlussteil der Abschlusskappe in Kontakt kommt, um die Abschlusskappe an das Gehäuse zu ziehen; dadurch gekennzeichnet, dass der Formschlussteil eine Aussparung ist und einen axial hervorstehenden Wulst an einer radial weiter außen liegenden Kante der Aussparung umfasst; dass sich der Finger bis hinter den hervorstehenden Wulst und in die Aussparung erstreckt, und dass sich eine axial weiter innen liegende Kante des Fingers axial am hervorstehenden Wulst abstützt, um die Abschlusskappe an das Gehäuse zu quetschen.
Gemäß eines zweiten ihrer Aspekte stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren für die Verbindung einer Abschlusskappe mit einem rohrförmigen Gehäuse eines Miniaturelektromotors bereit, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen einer Abschlusskappe mit einem Flansch, einem Nabenteil und mindestens einem Formschlussteil, Bereitstellen eines rohrförmigen Gehäuses mit mindestens einem Finger, der sich in einer Ebene senkrecht zur Achse des Gehäuses erstreckt, Einlegen des Nabenteils der Abschlusskappe in das Gehäuse, so dass der Flansch an eine axiale Stirnseite des Gehäuses stößt, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschlussteil eine Aussparung ist, die einen axial hervorstehenden Wulst an einer radial weiter außen liegenden Kante der Aussparung in der Abschlusskappe aufweist; und dass der Finger so radial verformt wird, dass der Finger sich bis hinter den hervorstehenden Wulst und in die Aussparung erstreckt und dass eine axial weiter innen liegende Kante des Fingers mit dem hervorstehenden Wulst einen axialen Formschluss herstellt, um eine Axialbewegung der Abschlusskappe relativ zum Gehäuse zu verhindern.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren außerdem das Bereitstellen von zwei Paaren von Fingern und das radiale Verformen eines jeden Paares von Fingern in einen entsprechenden Formschlussteil der Abschlusskappe, wobei jeder Finger eine axial weiter innen liegende Kante aufweist, die sich mit einer Neigung zu einer Ebene senkrecht zu einer Achse des Gehäuses erstreckt, wobei die weiter innen liegende Kante mit dem hervorstehenden Wulst durch radiales Verformen in Kontakt gebracht wird und das weitere radiale Verformen des Fingers bewirkt, dass die Innenkante des Fingers eine axiale Kraft am hervorstehenden Wulst ausübt, so dass die Abschlusskappe am Gehäuse festgeklemmt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es wird jetzt nur als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, in der:
1 ein rohrförmiges Gehäuse für einen Miniaturelektromotor veranschaulicht, das an einem Ende mit einer Abschlusskappe versehen wurde, und zwar in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Querschnittdarstellung des Gehäuses und der Abschlusskappe von 1 ist;
3 eine Seitenansicht des Gehäuses und der Abschlusskappe von 1 ist und
4 eine Querschnittdarstellung der Abschlusskappe von 1 ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Das Gehäuse 10 ist ein rohrförmiger Körper aus Elektrostahl, der gewalzt oder tiefgezogen sein kann. Das Gehäuse weist einen im Wesentlichen runden Querschnitt mit zwei flachen Seiten 12 auf. An jedem Ende von jeder flachen Seite ist eine T-förmige Aussparung 14 hergestellt worden, die ein Paar von sich auf dem Umfang erstreckenden Fingern 16 erzeugt. Die Finger 16 weisen eine sich verjüngende axiale Innenkante 18 auf. Diese Finger 16 werden eingesetzt, um eine Abschlusskappe 20 am Gehäuse zu befestigen. Wie in 2 dargestellt ist, nimmt das Gehäuse 10 Permanentmagnete 22 auf, die das Ständerfeld für einen Motor erzeugen.
Obwohl nur eine Abschlusskappe in den Zeichnungen dargestellt ist, hätte das veranschaulichte Gehäuse an jedem Ende eine Abschlusskappe, eine zur Aufnahme eines Lagers 24 (wie in 2 dargestellt) und eine weitere, die ein Lager und ein Bürstengestell einschließlich der Motorklemmen (nicht dargestellt) aufnimmt.
Die Abschlusskappe 20 hat einen Flansch 26, der am Ende des Gehäuses sitzt, sowie einen Nabenteil 28, der in das Gehäuse 10 passt und sich axial bis hinter die T-förmigen Löcher 14 erstreckt. Zwei Aussparungen 30 im Flansch 26 und in der Nabe 28 fluchten mit den Paaren von Fingern 16 und die Finger 16 sind radial in die Aussparungen gebogen, um die Abschlusskappe am Gehäuse zu befestigen.
Jede Aussparung 30 weist eine sich auf dem Umfang erstreckende, axial hervorstehende äußere Nase oder einen entsprechenden hervorstehenden Wulst 32 auf, an dem die Finger 16 formschlüssig anliegen. Tatsächlich können die Finger 16 den Wulst 32 verformen oder teilweise zerstören, wenn sie in die Aussparung 30 gepresst werden. Wenn die Finger formschlüssig am Wulst anliegen, übt die sich verjüngende Kante 18 des Fingers 16 eine Axialkraft aus, so dass die Abschlusskappe durch Drücken in festem Kontakt mit dem Gehäuse gebracht wird. Je mehr die Finger 16 radial gepresst werden, desto größer wird die Axialkraft, die auf die Abschlusskappe 20 ausgeübt wird. Somit bleibt die axiale Klemmkraft, sogar bei einer leichten Rückfederung der Finger 16 in der radialen Richtung, aufrechterhalten, so dass keine Lockerung der Abschlusskappe auftritt.
Durch den Wulst 32 ist eine geringfügige Variation bezüglich der axialen Ausrichtung zwischen den Fingern 16 und den Aussparungen 30 infolge von Fertigungstoleranzen etc. zulässig, ohne dass dies die Haltekraft beeinflusst. Der Wulst 32 lässt sich leicht durch die Finger 16 bei gleichzeitiger Bereitstellung eines festen Axialstoßes radial scheren, wobei der Bereich hinter dem Wulst eine Sammelzone für Bruchstücke bereitstellt, so dass der gescherte Teil des Wulstes sich nicht auf die radiale Verformung des Fingers auswirkt.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird eine harzgepresste Abschlusskappe, die von einigen Anwendungen bevorzugt wird, eingesetzt und der Wulst in der Aussparung für die Klemmfinger lässt sich leicht pressen. Die Abschlusskappen können jedoch aus Metall hergestellt, d. h. entweder gegossen oder gepresst, sein und solche Abschlusskappen lassen sich mit Wülsten in den Formschlussbereichen formen, die äquivalent zu den Aussparungen in den geformten Abschlusskappen sind. Obwohl es unbestritten ist, dass sich Harz leichter als Metall, speziell weicher unlegierter Stahl, scheren lässt, kann der Wulst dennoch verformt werden, um die Klemmfinger aufzunehmen und kann so einen guten Anpressdruck bzw. eine gute Rückfederung bewirken.
Obwohl sich verjüngende Klemmfinger wegen des erhöhten Druckes bzw. der erhöhten Klemmkraft an der Abschlusskappe bevorzugt werden, lässt sich der Wulst zusammen mit Fingern mit geraden Flanken einsetzen, um zufrieden stellende Ergebnisse durch Scheren oder Verformen des Wulstes zu erzielen. Eine Fase am Wulst stellt eine Möglichkeit dar, die Klemmkraft für einen Finger mit geraden Kanten zu erhöhen, ist aber auch für sich verjüngende Finger vorteilhaft.
So stellt die vorliegende Erfindung ein sehr effektives, aber dennoch einfaches Verfahren zur festen Klemmung einer Abschlusskappe an ein Gehäuse eines Elektromotors dar, selbst wenn das Gehäuse eine relativ dicke Wandung aufweist, die das axiale Quetschen nicht praktikabel macht.
Wenn auch nur eine Ausführungsform beschrieben worden ist, sind Abwandlungen davon für den Fachmann offensichtlich und es ist beabsichtigt alle Abwandlungen abzudecken, die in den Schutzbereich der Erfindung gemäß der Definition durch die beiliegenden Patentansprüche fallen. Obwohl insbesondere die Finger in der Darstellung in Form von Paaren ausgebildet sind, könnten sie einzeln ausgebildet sein. Obgleich außerdem zwei Paare von Fingern zum Halten einer Abschlusskappe dargestellt sind, lassen sich Anordnungen vorsehen, wo es nur einen Finger gibt oder ein Paar von Fingern erforderlich ist, um eine Abschlusskappe zu befestigen. Alternativ könnten drei, vier oder mehr Finger oder Fingerpaare eingesetzt werden.

Claims

Miniaturelektromotor umfassend: ein rohrförmiges Gehäuse (10) und mindestens eine Abschlusskappe (20), wobei die Abschlusskappe (20) ein im Gehäuse (10) eingepasstes Nabenteil (28), einen Flansch (26), der an eine axiale Stirnseite des Gehäuses (10) anstößt, und ein Formschlussteil aufweist; wobei das Gehäuse (10) mindestens einen Finger (16) aufweist, der sich in einer Ebene senkrecht zur Achse des Gehäuses (10) erstreckt und in radialer Richtung so verformt wird, dass er mit dem Formschlussteil der Abschlusskappe (20) in Kontakt kommt, um die Abschlusskappe (20) an das Gehäuse (10) zu ziehen; dadurch gekennzeichnet, dass der Formschlussteil eine Aussparung (30) ist und einen axial hervorstehenden Wulst (32) an einer radial weiter außen liegenden Kante der Aussparung (30) umfasst; dass sich der Finger (16) bis hinter den hervorstehenden Wulst (32) und bis in die Aussparung (30) erstreckt, und dass sich eine axial weiter innen liegende Kante (18) des Fingers (16) axial am hervorstehenden Wulst (32) abstützt, um die Abschlusskappe (20) an das Gehäuse (10) zu quetschen.
Motor nach Anspruch 1, wobei sich der hervorstehende Wulst (30) im Wesentlichen auf dem Umfang entlang des Formschlussteils erstreckt.
Motor nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Formschlussteil einen im Wesentlichen flächigen Teil aufweist, der in einer Radialebene des Motors liegt, von der aus sich der hervorstehende Wulst (30) axial vom Gehäuse (10) weg erstreckt.
Motor nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Abschlusskappe (20) ein Pressharzkörper ist.
Motor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der hervorstehende Wulst (32) eine Außenfase zur Führung des Fingers (16) aufweist.
Motor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Formschluss zwischen dem hervorstehenden Wulst (32) und dem Finger (16) mindestens auf einer Teilscherung des hervorstehenden Wulstes (32) zur Aufnahme des Fingers (16) beruht.
Motor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich die Innenkante (18) von jedem Finger (16) bezüglich einer Radialebene des Motors verjüngt.
Motor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Gehäuse (10) eine gerade Anzahl von Fingern (16) aufweist, die durch T-förmige Aussparungen (14) als gegenüberliegende Paare in einem Abschlussteil des Gehäuses (10) ausgebildet sind.
Motor nach Anspruch 8, wobei die Abschlusskappe (20) eine Anzahl von Formschlussteilen aufweist, die mit der Anzahl der Paare von Fingern (16) übereinstimmt und der oder jeder Formschlussteil ein Paar von Fingern (16) aufnimmt.
Verfahren für die Verbindung einer Abschlusskappe (20) mit einem rohrförmigen Gehäuse (10) eines Miniaturelektromotors, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen einer Abschlusskappe (20) mit einem Flansch (26), einem Nabenteil (28) und mindestens einem Formschlussteil, Bereitstellen eines rohrförmigen Gehäuses (10) mit mindestens einem Finger (16), der sich in einer Ebene senkrecht zur Achse des Gehäuses (10) erstreckt, Einlegen des Nabenteils (28) der Abschlusskappe (20) in das Gehäuse (10), so dass der Flansch (26) an eine axiale Stirnseite des Gehäuses (10) stößt, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschlussteil, der eine Aussparung ist, die einen axial hervorstehenden Wulst (32) an einer radial weiter außen liegenden Kante der Aussparung (30) in der Abschlusskappe (20) aufweist; und dass der Finger (16) so radial verformt wird, dass der Finger (16) sich bis hinter den hervorstehenden Wulst (32) und bis in die Aussparung (30) erstreckt und dass eine axial weiter innen liegende Kante (18) des Fingers (16) mit dem hervorstehenden Wulst (32) einen axialen Formschluss herstellt, um eine Axialbewegung der Abschlusskappe (20) relativ zum Gehäuse (10) zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt zur Verformung des Fingers (16) die Scherung eines Teils des hervorstehenden Wulstes (32) umfasst, wodurch die Abschlusskappe (20) fest am Gehäuse (10) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, umfassend den Schritt der Bereitstellung einer sich verjüngenden Fläche (18) an der axial weiter innen liegenden Kante des Fingers (16), und zwar derart, dass mit zunehmender radialer Verformung des Fingers (16) eine größere axiale Haltekraft erzielt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen von zwei Paaren von Fingern (16) und radiales Verformen eines jeden Paares von Fingern in ein entsprechendes Formschlussteil der Abschlusskappe (20), wobei jeder Finger (16) eine axial weiter innen liegende Kante (18) aufweist, die sich mit einer Neigung zu einer Ebene senkrecht zu einer Achse des Gehäuses (10) erstreckt, wobei die axial weiter innen liegende Kante (18) mit dem hervorstehenden Wulst (32) durch radiales Verformen in Kontakt gebracht wird und das weitere radiale Verformen des Fingers bewirkt, dass die Innenkante des Fingers eine axiale Kraft am hervorstehenden Wulst (32) ausübt, so dass die Abschlusskappe (20) am Gehäuse (10) festgeklemmt wird.