DE69015501T2

DE69015501T2 - Schrittmotoraufbau.

Info

Publication number: DE69015501T2
Application number: DE69015501T
Authority: DE
Inventors: Mitsumasa Inagaki; Kazuyuki Kurata; Tsutomo Saito; Hideo Saji; Kazuhiro Takehara
Original assignee: Asmo Co Ltd; NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd; Denso Corp
Priority date: 1989-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2010-08-11
Also published as: US5043613A; DE69015501D1; EP0412569B1; JPH0334668U; EP0412569A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Bereich der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Schrittmotore zur Verwendung in Büromaschinen, wie z.B. Druckern und elektrischen Anlagen, und bezieht sich mehr im einzelnen auf einen aufgeschichteten Permanentmagnet-Schrittmotor.

2. Beschreibung des Standes der Technik:

Bei der Herstellung van Getriebemotoren müssen eine Motoreinheit und ein Reduktionsgetriebe sauber ohne Fehlanpassungen zwischen dem Reduktionsgetriebe und den Lagern, durch welche ein Rotor gestützt wird, montiert werden. Ein Beispiel solcher Getriebemotoren, die in dem japanischen Gebrauchsmuster Veröffentlichungs-Nr. 63-5419 of fenbart wurde, weist einen aufgeschichteten Aufbau auf, der aus verschiedenen Bauteilen bestehend nacheinander, eines über dem anderen, in einen vertieften Behälter oder ein vertieftes Gehäuse montiert ist.
Das japanische Gebrauchsmuster, Veröffentlichungs-Nr. 62-7761, veranschaulicht einen Getriebeschrittmotor, der aus einer Schrittmotoreinheit und einem Reduktionsgetriebe besteht, das Getriebezüge aufweist, die zwischen zwei gegenüberliegenden Trägerplatten angeordnet sind. Die Schrittmotoreinheit und das Reduktionsgetriebe werden als separate Einheiten zusammengebaut und anschließend zusammenmontiert.
Der Getriebemotor, der in dem japanischen Gebrauchsmuster, Veröffentlichungs-Nr. 63-5419, offenbart ist, weist eine Rotorwelle auf, die integral mit dem tiefen Gehäuse ausgebildet ist und koaxial in dem Gehäuse angeordnet ist. Eine Statorspule, die Statorwicklungen aufweist, ein Rotor mit einem Ritzel und ein Reduktionsgetriebe werden geschichtet in Aufeinanderfolge um die Rotorwelle angeordnet. Da alle Bauteile in dem tiefen Gehäuse von oben her angeordnet sind, beinhaltet die Handhabung dieser Bauteile verschiedene Beschränkungen, die es beschwerlich machen, die Montageoperation zu automatisieren. Ferner erfordert die integrale Formierung der Rotorwelle und des Gehäuses eine Präzisionsarbeit, die für sich verschiedene Schwierigkeiten beinhaltet. Mit dieser integralen Rotorwelle ist eine fehlerfreie Massenproduktion des Getriebeschrittmotors praktisch unmöglich. Zusätzlich muß der Rotor, der auf der Rotorwelle gelagert ist, in seiner Form hohl ausgebildet und präzise zu der Rotorwelle angepaßt sein. Diese Anordnung erfordert eine erhöhte Anzahl von Fertigungsverfahren.
Der Getriebeschrittmotor, der in dem japanischen Gebrauchsmuster, Veröffentlichungs-Nr. 62-7761, offenbart wurde, hat einen Aufbau, der anders ausgebildet ist, als der aufgeschichtete Aufbau und ist daher nicht für ein automatisiertes Montieren auf einer Transfermaschine geeignet. Da der Getriebeschrittmotor eine relativ große Anzahl von Bauteilen hat und ein tiefes Gehäuse erfordert, ist es schwierig, ein Aufschichten der Bauteile in einem geschichteten Zustand zu erzielen.
Die herkömmlichen Schrittmotore weisen einen Stator und einen Rotor auf, die in einem Gehäuse montiert sind, wobei der Rotor durch Lager gestützt wird, die auf dem Gehäuse angebracht sind. Wie in dem japanischen Gebrauchsmuster, Veröffentlichungs-Nr. 62-14950, offenbart ist, können die Lager ölimprägnierte Lager, öllose Lager, öllose Metalle, Kugellager usw. umfassen.
Da zum einen Teil die Lager auf der Schrittmotoreinheit vorgesehen sind, und da zum anderen Teil die Schrittmotoreinheit und das Reduktionsgetriebe als separate Einheiten ausgebildet sind, bevor sie zusarnmenmontiert werden, ist entsprechenderweise die Gesamtgröße des zusammengebauten Getriebeschrittomotors beträchtlich groß.
Bei herkömmlichen Schrittmotoren sind ein Stator und ein Rotor, die in einem Gehäuse angeordnet sind, in dem mehrlagigen Aufbau mittels Schraubenverbindern zusammengesetzt. Bei dieser verschraubten Anordnung werden die Statorkerne daran gehindert, sich gegenseitig zu beeinträchtigen. Um eine automatisierte Montage zu erzielen, sind die Statorkerne, die einen sogenannten "Klauenpol"-Aufbau haben, schichtweise ohne Verwendung von Schraubenverbindern zusammengesetzt. Bei der Erregung einer Statorspule neigen die zusammengesetzten Statorkerne dazu, in Resonanz mit der erregten Statorspule zu schwingen, um somit unerwünschte Geräusche zu erzeugen.
Ferner haben herkömmliche Schrittmotoren Anschlußklemmen, die auf Enden einer Statorspule vorgesehen sind, die auf einem Spulenwicklungsträger und um diesen herumgewickelt sind. Nach dem Wickeln wird die Statorspule mit einem Abbindeband oder einem Kunstharz gegen Lösen abgebunden und wird nachfolgend mit Anschlußklemmen zum Verbinden mit einem äußeren Verbinder verbunden. Die Anschlußklemmen sind zur Außenseite des Motors herausgezogen. Der vorhergehend genannte Aufbau hat einen Nachteil, der darin besteht, daß die Statorspule wahrscheinlich beschädigt wird oder bricht, wenn sie gezogen wird, um die Anschlußklemmen mit einem äußeren Verbinder zu verbinden. Die Anschlußklemmen können integral mit dem Wicklungsträger gegossen sein. In diesem Fall wird jedoch die Statorspule Zugkräften unterworfen, wenn die Anschlußklemmen mit dem äußeren Verbinder verbunden werden oder von diesem gelöst werden.
Ferner vermindert die integrale Ausbildung der Anschlußklemmen und des Wicklungsträgers die mechanische Festigkeits des Wicklungsträgers und macht es schwierig, den aufgeschichteten Schrittmotor zu montieren.
Die GB-A 15 48 645, die den nächsten Stand der Technik repräsentiert offenbart einen Motor, der zwei Gehäuseteile aufweist, die einen Raum begrenzen, der einen Stator, einen Rotor, der drehbar in dem Stator angeordnet ist, und ein Reduktionsgetriebe, das Getriebezüge aufweist, aufnimmt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Schrittmotor zu schaffen, der ein Reduktionsgetriebe aufweist, das für eine automatisierte Montage des Schrittmotors geeignet ist und zur Reduzierung der Gesamtmotorgröße beiträgt.
Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, einen Schrittmotor zu schaffen, der ein Reduktionsgetriebe aufweist, das in seinen Abmessungen klein ist, und daß zum Erleichtern des Aufeinanderschichten des Schrittmotors in einem Gehäuse angeordnet ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Getriebeschrittmotor zu schaffen, der einen Rotor aufweist, der aus einem Rotorkörper und einer Rotorwelle besteht, die in einer integralen Formierung zum Erleichtern der Montage des Schrittmotors vereint sind.
Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, einen Schrittmotor mit einem Reduktionsgetriebe zu schaffen, das in der Lage ist, eine einzelne Einheit zu bilden, wenn sie mit unterschiedlichen Vorrichtungen montiert wird, die einen Mechanismus aufweisen, der durch einen Schrittmotor angetrieben wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schrittmotor mit einem Reduktionsgetriebe zu schaffen, der eine relativ kleine Anzahl von Bauteilen hat und daher mit höchster Einfachheit montiert werden kann.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen aufgeschichteten Schrittmotor zu schaffen, der bauliche Merkmale aufweist, die zum automatisierten Montieren geeignet sind und in der Lage sind zu verhindern, daß geschichtete obere und untere Statorkerne rattern.
Ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen aufgeschichteten Schrittmotor zu schaffen, der eine verbesserte Halterung für Anschlußklemmen aufweist, die eine Spule davor schützen, daß sie beschädigt oder bricht, auch wenn die Spule Zugkräften während des Befestigens und Lösens der Anschlußklemmen relativ zu äußeren Verbindern unterworfen wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen aufgeschichteten Schrittmotor zu schaffen, der einen Anschlußklemmen-Halterungsaufbau aufweist, der zur automatisierten Montage des Schrittmotors geeignet ist.
Mehr im einzelnen schafft ein erster Aspekt der Erfindung einen aufgeschichteten Getriebeschrittmotor, mit: einem oberen Gehäuse, das einen ersten Innenraum aufweist; einem unteren Gehäuse, das einen zweiten Innenraum aufweist; einer Trägerplatte, die zwischen dem oberen und unteren Gehäuse angeordnet ist; einem ringförmigen Stator, der in dem zweiten Innenraum angeordnet ist und zwischen dem unteren Gehäuse und der Trägerplatte gehalten wird; einem Rotor, der in dem ringförmigen Stator aufgenommen wird, und der drehbar durch das untere Gehäuse und die Trägerplatte getragen wird, wobei der Rotor eine Rotorwelle und einen Rotorkörper aufweist, der integral mit der Rotorwelle ausgebildet ist; einem Reduktionsgetriebe, das in dem ersten Innenraum angeordnet ist und zwischen der Trägerplatte und dem oberen Gehäuse gehalten wird, wobei das Reduktionsgetriebe Getriebezüge aufweist, die die Ausgangsdrehzahl der Rotorwelle vermindert; wobei das untere Gehäuse an seinem Boden eine erste Lagerung aufweist, die drehbar ein Ende der Rotorwelle trägt; und wobei die Trägerplatte eine Mehrzahl von Stützachsen aufweist, die drehbar darauf die jeweiligen Zahnräder des Reduktionsgetriebes tragen und eine zweite Lagerbohrung aufweist, die drehbar ein Ausgangsende der Rotorwelle trägt.
Da eine Kapselung des Schrittmotors aus zwei Gehäuseteilen besteht, die durch die Trägerplatte getrennt werden, haben die jeweiligen Gehäuseteile eine relativ geringe Tiefe. Bei der Verwendung solcher flachen Gehäuse können die Bauteile vertikal und seitlich in den flachen Gehäusen plaziert werden. Dieses ermöglicht es, den Zusammenbau des Schrittmotors zu automatisieren. Die Form und Konfiguration der Gehäuse können hinsichtlich der Form und Anordnung der Bauteile, die in den Gehäusen aufgenommen werden, geändert werden, als auch die Form und Anordnung einer Vorrichtung, die mit dem Schrittmotor zusammengebaut wird. Da die Rotorwelle und der Rotorkörper integral ausgebildet sind, ist der Rotor mit einem Rotor eines herkömmlichen Schrittmotors austauschbar.
Der Rotor wird durch ein erstes Lager getragen, das in dem unteren Gehäuse ausgebildet ist und ein zweites Lager getragen, das in der Trägerplatte ausgebildet ist. Es besteht deshalb keine Notwendigkeit mehr, getrennte Lager, wie bei herkömmlichen Schrittmotoren, vorzusehen. Die Lagerung des Rotors und der Stützachsen der Zahnräder des Reduktionsgetriebes sind integral ausgebildet, so daß die Anzahl der Bauteile und die Gesamtgröße des Schrittmotors beträchtlich verringert sind. Die Trägerplatte, die zwischen dem Reduktionsgetriebe und der Motoreinheit angeordnet ist, trägt zur Reduzierung des Laufgeräusches bei. Hinsichtlich der Bereitstellung der aufrechtstehenden Stützachsen auf der Trägerplatte kann das Reduktionsgetriebe mit höchster Einfachheit montiert werden. Da das Ritzel integral mit dem Abtriebsende der Rotorwelle ausgebildet ist, ist die Gesamtgröße des Getriebeschrittmotors relativ klein.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung schafft einen aufgeschichteten Getriebeschrittmotor, mit: einem unteren Gehäuse, das aus einem Kunstharz ausgebildet ist und einen Innenraum aufweist, wobei das untere Gehäuse ferner eine Mehrzahl von ersten Verriegelungsvorsprüngen aufweist, die in dem Innenraum angeordnet sind, und eine Mehrzahl von zweiten Verriegelungsvorsprüngen aufweist, die außerhalb des Innenraums angeordnet sind; einem oberen Gehäuse, das eine Mehrzahl von Montagebohrungen aufweist, die zu den zweiten Verriegelungsvorsprüngen angepaßt sind, wobei die zweiten Verriegelungsvorsprünge thermisch verschmolzen sind, um das obere und untere Gehäuse zu verbinden; einer Trägerplatte, die zwischen dem oberen und unteren Gehäuse angeordnet ist und die eine Mehrzahl von ersten Führungslöchern aufweist, die zu den zweiten Verriegelungsvorsprüngen angepaßt sind; einem ringförmigen Stator, der in dem Innenraum aufgenommen ist und zwischen dem unteren Gehäuse und der Trägerplatte gehalten wird, wobei der Stator aus einer Mehrzahl von Statorkernen besteht, die übereinander angeordnet sind und von denen jeder ein Paar Statorkernelemente aufweist und eine Spule aufweist, die zwischen den Statorkernelementen angeordnet ist, wobei jedes Statorkernelement eine Mehrzahl von zweiten Führungslöchern aufweist, die zu den ersten Vorsprüngen des unteren Gehäuses angepaßt sind und eine Mehrzahl von dritten Führungslöchern aufweisen, wobei die Spule auf ihren gegenüberliegenden Oberflächen eine Mehrzahl dritter Verriegelungsvorsprünge aufweist, die zu den dritten Führungslöchern der Statorkernelemente angepaßt sind; einem Rotor, der drehbar in dem ringförmigen Stator aufgenommen wird; einem Reduktionsgetriebe, das zwischen dem oberen Gehäuse und der Trägerplatte angeordnet ist und ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad aufweist, das im Eingriff mit dem ersten Zahnrad gehalten wird, und wobei eines des Paares der Statorkernelemente, die Spule und das andere des Paares der Statorkernelemente in dem unteren Gehäuse in der genannten Reihenfolge aufgeschichtet sind, um eines der mehreren Statorkerne des Stators zu bilden, wobei jeder Statorkern, Rotor, Trägerplatte und oberes Gehäuse in einem aufeinandergeschichteten Zustand in der genannten Reihenfolge montiert werden.
Mit diesem Aufbau können die Statorkernelemente und die Spule leicht und präzise montiert werden, da beide Statorkernelemente relativ zur Spule und nicht relativ zueinander positioniert sind. Da die Verriegelungsvorsprünge auf dem unteren Gehäuse zu den Führungslöchern in der Trägerplatte und zu Montagebohrungen in dem oberen Gehäuse angepaßt sind, können das obere und untere Gehäuse und die Trägerplatte gleichzeitig durch einen einzelnen Arbeitsgang montiert werden. In diesem Fall ist eine Befestigung zwischen den jeweiligen Bauteilen, die zwischen dem oberen und unteren Gehäuse gehalten werden, nicht mehr notwendig, da sie in einem aufeinandergeschichteten Zustand durch Eingriff der Verriegelungsvorsprünge und der Führungslöcher gehalten werden. Das obere und untere Gehäuse wird durch Thermoschweißen oder Verschmelzen ohne Verwendung von Schraubverbindern zusammengefügt Eine solche Art der Verbindung ist für ein automatisiertes Montieren gut geeignet.
Ein dritter Aspekt der Erfindung schafft einen aufgeschichteten Schrittmotor, mit: einem oberen Gehäuse; einem unteren Gehäuse, das eine Kapselung in Verbindung mit dem oberen Gehäuse bildet; einer Trägerplatte, die zwischen dem oberen und unteren Gehäuse gehalten wird; einem oberen Statorkern, der zwischen der Trägerplatte und dem unteren Gehäuse angeordnet ist; einem unteren Statorkern, der zwischen der Trägerplatte und dem unteren Gehäuse angeordnet ist und zu dem oberen Statorkern geschichtet ist, wobei der untere Statorkern und der obere Statorkern um einem vorbestimmten Winkel phasenverschoben sind; wobei jeder der oberen und unteren Statorkerne ein dosenförmiges Buchsen-Statorkernelement aufweist, das eine Mehrzahl von ersten Führungslöchern und eine Mehrzahl von ersten klauenförmigen Polen aufweist; einem stopfenförmigen Stecker-Statorkernelement, das eine Mehrzahl von zweiten Führungslöchern und eine Mehrzahl von zweiten klauenförmigen Polen aufweist; und einer Spule, die einen Wicklungsträger aufweist, wobei der Wicklungsträger eine Mehrzahl von ersten Verriegelungsvorsprüngen aufweist, die auf einem der gegenüberliegenden Enden des Wicklungsträgers angeordnet sind und zu den ersten Führungslöchern in dem Buchsen-Statorkernelement angepaßt sind, und einen zweiten Verriegelungsvorsprung aufweist, der auf dem gegenüberliegen den Ende angeordnet ist und zu einem der zweiten Führungslöcher des Stecker-Statorkernelementes angepaßt ist, wobei der zweite Verriegelungsvorsprung eine Höhe hat, die größer ist, als die Dicke des Materials des Stecker-Statorkernelementes, wobei die ersten klauenförmigen Pole und die zweiten klauenförmigen Pole um einen vorbestimmten Winkel phasenversetzt sind; einer Dämpfungseinrichtung, die zwischen dem oberen und unteren Statorkern angeordnet ist; und wobei der obere und untere Statorkern voneinander abgewandt montiert sind, wobei ihre jeweiligen Buchsen-Statorkernelemente gegenüberstehend zueinander gehalten werden.
Die Dämpfungseinrichtung, die zwischen den beiden Statorkernen angeordnet ist, verhindert, daß die Statorkerne rattern, was ansonsten durch Resonanzschwingungen zwischen den Kernen und der erregten Spule bewirkt würde. Die gewollte Dämpfungseinrichtung schafft eine erhöhte stoßdämpfende Eigenschaft, die zu einer weiteren Reduzierung des Geräuschpegels führt. Infolge des ineinandergreifenden Eingriffs der Führungslöcher der Dämpfungseinrichtung und der Verriegelungsvorsprünge auf dem Statorkern, kann die Dämpfungseinrichtung präzise montiert werden.
Ein vierter Aspekt der Erfindung schafft einen aufgeschichteten Schrittmotor, mit: einem oberen Gehäuse; einem unteren Gehäuse; einem Stator, der zwischen dem oberen und unteren Gehäuse angeordnet ist und eine Mehrzahl von Anschlußklemmen aufweist, wobei jede der Anschlußklemmen einen inneren Bereich aufweist, der innerhalb des unteren Gehäuses angeordnet ist, einen äußeren Bereich aufweist, der aus dem unteren Gehäuse hervorsteht und einen Zwischenbereich aufweist, der den inneren und äußeren Bereich verbindet, wobei der innere Bereich eine Breite hat, die größer ist, als die des äußeren Bereiches; einem Rotor, der zwischen dem oberen und unteren Gehäuse angeordnet ist, wobei das untere Gehäuse eine Mehrzahl von Vertiefungen aufweist, die darin die Zwischenbereiche aufnehmen, wobei die Vertiefungen eine Form haben, die komplementär in ihrer Kontur zu der Form des Zwischenbereiches ausgebildet ist.
Da einerseits der innere Bereich der Anschlußklemme breiter ist, als der äußere Bereich und da andererseits die Form des Zwischenbereiches komplementär in ihre Kontur zur Form der Vertiefung ausgebildet ist, wird die Anschlußklemme in ihrer Lage gegenüber einer Verschiebung gesperrt, auch wenn sie nach außen hin gezogen wird. Der ineinandergreifende Eingriff zwischen der Vertiefung und dem Zwischenbereich schafft eine Zwangsführung, wenn der Stator mit darauf angebrachten Anschlußklemmen montiert wird. Da die Höhe des Verriegelungsvorsprunges mit der Ausklinkungsaussparung zumindest zweimal so groß ist, wie die Dicke des Materials des Statorkerns, kann der Kern in einer präzisen Position relativ zu dem Wicklungsträger gehalten werden.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung schafft einen aufgeschichteten Schrittmotor, mit: einem oberen Gehäuse; einem unteren Gehäuse; einem Stator, der zwischen dem oberen und unteren Gehäuse angeordnet ist; einem Rotor, der zwischen dem oberen und unteren Gehäuse angeordnet ist; wobei der Stator aus einem Paar von überlagerten Statorkernen besteht, von denen jeder einen stopfenförmigen Stecker-Statorkernelement einschließt, das eine Mehrzahl erster Führungslöcher aufweist, ein dosenförmiges Buchsen-Statorkernelement einschließt und eine Mehrzahl zweiter Führungslöcher aufweist, und eine Spule einschließt, die zwischen dem Stecker- und Buchsen-Statorkernelement angeordnet ist, wobei das Stecker-Statorkernelement des einen Statorkerns des Paares von Statorkernen und das Stecker-Statorkernelement des anderen Statorkerns des Paares von Statorkernen voneinander abgewandt gegenüberstehend angeordnet sind, und wobei die Spule einen Wicklungsträger einschließt, Wicklungen, die um den Wicklungsträger herumgewickelt sind und eine Mehrzahl von Anschlüssen einschließt, die elektrisch mit den Wicklungen verbunden sind, wobei der Wicklungsträger gegenüberliegende Abschlußflansche aufweist, zwischen denen die Wicklungen angeordnet sind, wobei einer der Abschlußflansche einen Montageabschnitt aufweist, auf dem die Anschlußklemmen getragen werden und einen ersten Verriegelungsvorsprung aufweist, der zu einem der ersten Führungslöcher in dem Stecker-Statorkernelement angepaßt ist, wobei der erste Verriegelungsvorsprung eine Höhe hat, die zumindest zweimal so groß wie die Dicke des Materials des Stecker-Statorkernelementes ist, wobei der entgegengesetzte Abschlußflansch zumindest zwei zweite Verriegelungsvorsprünge aufweist, die zu den zwei der mehreren zweiten Führungslöcher angepaßt sind, wobei die zweiten Verriegelungsvorsprünge eine Höhe haben, die kleiner ist, als die Dicke des Materials des Buchsen-Statorkernelementes.
Da die Höhe des ersten Verriegelungsvorsprunges zumindest zweimal so groß wie die Dicke des Materials des Stecker-Statorkernelementes ist, werden zwei solcher Stecker-Statorkernelemente präzise angeglichen. Die Höhe der zweiten Verriegelungsvorsprünge ist kleiner als die Dicke des Materials des Buchsen-Statorkernelementes, so daß die zweiten Verriegelungsvorsprünge vollständig in den Führungslöchern in dem Buchsen-Statorkernelement ohne Beeinträchtigung mit einem zugeordneten Teil aufgenommen werden. Da die Höhe des Verriegelungsvorsprungs, der mit der Ausklinkungsaussparung des Stecker-Statorkernelementes in Eingriff befindlich ist, zumindest zweimal so groß wie die Dicke des Materials des Statorkerns ist, kann das Kernelement in einer präzisen Position relativ zu dem Wicklungskörper gehalten werden.
Ein sechster Aspekt der Erfindung schafft einen aufgeschichteten Getriebeschrittmotor, mit: einem oberen Gehäuse; einem unteren Gehäuse; einer Trägerplatte, die zwischen dem oberen und unteren Gehäuse gehalten wird; einem Stator, der zwischen dem unteren Gehäuse und der Trägerplatte gehalten wird; einem Rotor, der zwischen dem unteren Gehäuse und der Trägerplatte angeordnet ist und eine Rotorwelle sowie einen Rotorkörper aufweist, der integral mit der Rotorwelle ausgebildet ist; einem Reduktionsgetriebe, das zwischen dem oberen Gehäuse und der Trägerplatte angeordnet ist und ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad aufweist, das in Eingriff mit dem ersten Zahnrad gehalten wird; und wobei das obere Gehäuse ein Paar seitlicher Verriegelungsvorsprünge aufweist, die auf gegenüberliegenden Außenflächen des oberen Gehäuses zum ineinandergreifenden Eingriff mit Führungslöchern in einer Vorrichtung angeordnet ist, mit der der Schrittmotor zu montieren ist.
Mit den seitlichen Verriegelungsvorsprüngen auf dem oberen Gehäuse, kann der Schrittmotor auf einer Vorrichtung mit höchster Einfachheit montiert werden. Das Zahnrad, das durch das Ritzel auf dem Rotor angetrieben wird, wird durch den Bund stabilisiert. Der Bund kann abgerundet sein, wobei die Kontaktfläche und daher der Reibungswiderstand zwischen dem Bund und dem Zahnrad vermindert wird, wodurch eine Reibung beträchtlich vermindert wird, mit dem Ergebnis, daß der Schrittmotor mit einem minimalen Leistungsverlust betrieben werden kann. Da die Lagerung des ersten Zahnrades auf dem oberen Gehäuse vorgesehen ist, ist eine herkömmliche Trägerplatte nicht mehr notwendig, und daher wird die axiale Höhe des Reduktionsgetriebes wesentlich vermindert. Der Schrittmotor, der ein solches Reduktionsgetriebe aufweist, hat eine kleine Abmessung und ein geringes Gewicht.
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung näher ersichtlich, wenn Bezug genommen wird auf die detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungsblätter, in denen eine bevorzugte bauliche Ausführungsform, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung einschließt, auf dem Wege eines veranschaulichenden Beispiels gezeigt wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines aufgeschichteten Schrittmotors entsprechend der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine vertikale Schnittansicht des Schrittmotors;
Fig. 3 ist eine Unteransicht eines oberen Gehäuses des Schrittmotors, das die Innenseite des oberen Gehäuses zeigt;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie IV-IV von Fig. 1 verläuft;
Fig. 5 ist eine Perspektivansicht des Schrittmotors, wenn dieser mit einem Kilometerzähler montiert ist;
Fig. 6 ist eine Draufsicht eines unteren Gehäuses des Schrittmotors, die die Innenseite des unteren Gehäuses zeigt;
Fig. 7 ist eine vergrößerte Draufsicht einer Anschlußklemme;
Fig. 8 ist eine Draufsicht, die eine Seite eines Wicklungsträgers, auf dem Anschlußklemmen getragen werden, veranschaulicht; und
Fig. 9 ist eine Draufsicht, die die gegenüberliegende Seite des Wicklungsträgers ohne Anschlußklemmen veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfaßt ein Schrittmotor M, der die vorliegende Erfindung verkörpert, allgemein zwei Gehäuse 11, 12, einen ringförmigen Stator, der aus zwei Statorkernen A, B besteht, wobei jeder ein Paar von Statorkernelementen 14, 15, eine Trägerplatte 18, einen Rotor 19, der aus einer Rotorwelle und einem Rotorkörper, der integral mit der Rotorwelle ausgebildet ist, besteht, und ein Reduktionsgetriebe 20, das ein erstes Zahnrad 22 und ein zweites Zahnrad 21 einschließt, umfaßt, wobei alle Bauteile 14 bis 22 miteinander in einem Innenraum montiert sind, der gemeinschaftlich durch und zwischen den Gehäusen 11, 12 begrenzt wird.
Das Gehäuse 11, das auf der Abtriebseite des Schrittmotors angeordnet ist und nachstehend als "oberes Gehäuse" bezeichnet ist, weist ein kreisförmiges Loch 11a auf, durch welches das zweite Zahnrad 21 des Reduktionsgetriebes 20 teilweise offenliegend ist. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, weist das obere Gehäuse 11 an seiner unteren Fläche einen ringförmigen Vorsprung oder einen Bund 11b auf, der sich in vollem Umfang um die Bohrung 11a herum erstreckt für einen geführten Eingriff mit einem unteren Zahnrad 21a des zweiten Zahnrades 21. Eine kreisförmige Lagerungsaussparung 11c ist in der unteren Fläche des oberen Gehäuses 11 angrenzend zu dem Loch 11a ausgebildet zur Aufnahme eines Endes einer Stützachse 18b, auf dem das erste Zahnrad 22 gelagert wird. Ebenfalls ist auf der unteren Fläche des oberen Gehäuses 11 ein halbkreisförmiger Bund 11d ausgebildet, der sich konzentrisch um die Lagerungsaussparung 11b in geführtem Eingriff mit dem ersten Zahnrad 22 erstreckt. Die Bunde 11b, 11d sind abgerundet, wie in Fig. 2 gezeigt ist, und erzeugen daher einen niedrigen Reibungswiderstand, wenn sich die Zahnräder 21, 22 drehen. Das obere Gehäuse 11 weist ferner ein Paar Verriegelungsvorsprünge oder Flügel 11e, 11e auf, (Fig. 1, 3 und 5), die seitlich nach außen von gegenüberliegenden Seitenwänden vorspringen zum Erleichtern des Einbaus des Schrittmotors relativ zu einer Vorrichtung, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Die Verriegelungsflügel 11e, 11e haben abgeschrägte Führungskanten 11h, die sich zu einer Seite des oberen Gehäuses 11 hin verjüngen. Die abgeschrägten Führungskanten 11h erleichtern einen gleitenden Eingriff der Verriegelungsflügel 11e, 11e und entsprechender Befestigungslöcher 41, 41, die in einem Rahmen 40 der Vorrichtung (Kilometerzähler in der dargestellten Ausführungsform) ausgebildet sind, wenn sie eingeschnappt werden. Das obere Gehäuse 11 hat ferner vier Montagebohrungen 11f an vorbestimmten Positionen angrenzend an vier Ecken zur Befestigung mit dem unteren Gehäuse 12, das nachstehend beschrieben wird. Das obere Gehäuse 11 ist bei 11g in der Nähe jeder Montagebohrung 11f vertieft, um einer Elektrode einer Thermoschweißmaschine zu ermöglichen, zu den Montagebohrungen 11f Zugang zu haben, wenn das obere und untere Gehäuse 11, 12 durch Thermoschweißen verbunden wird.
Das Gehäuse 12, das auf der Seite angeordnet ist, das der Abtriebseite des Schrittmotors gegenüberliegt und was nachstehend als "unteres Gehäuse" bezeichnet wird, weist ein im wesentlichen topfförmigen Körper 12b auf, um darin einen Stator aufzunehmen, und einen rechteckigen Flansch 12a auf, der sich senkrecht von einem offenen Ende des topfförmigen Körpers 12b erstreckt. Der Körper 12b hat an seiner unteren Fläche eine mittlere kreisförmige Lagerungsaussparung 12c, die ausgebildet ist, um darin ein Ende einer Rotorwelle aufzunehmen, und hat ein Paar von Führungsvorsprüngen 12d, 12d zum Positionieren eines Statorkerns, wobei die Führungsvorsprünge 12d näher an der Seitenwand des topfförmigen Körpers 12b angeordnet sind, als die mittlere kreisförmige Aussparung 12c, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Die Führungsvorsprünge 12d sind winkelförmig in einem Winkel von 7,5º von einer Ebene Y-Y, die sich parallel zur Achse des topfförmigen Körpers 12b erstreckt, versetzt. Der Gehäusekörper 12b weist einen ausgesparten Bereich 12e auf, der diametral gegenüberliegend zu dem Flansch 12a angeordnet ist, um darin eine Anschlußklemmenanordnung aufzunehmen.
Der ausgesparte Bereich 12e hat eine Mehrzahl von in Querrichtung beabstandete Vertiefungen 12g, um darin jeweilige Anschlußklemmen 13 der Anschlußanordnung aufzunehmen. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, haben die Vertiefungen 12g jeweilige innere Enden, dessen Breite X1 größer ist, als die Breite X2 der äußeren Enden der Vertiefungen 12g für einen Zweck, der später beschrieben wird. Das untere Gehäuse 12 hat ferner vier Verriegelungsvorsprünge 12f auf einer oberen Fläche derselben Positionen, die den Positionen der jeweiligen Montagebohrungen 11f des oberen Gehäuses 11 entsprechen. Die Verriegelungsvorsprünge 12f werden in entsprechenden Montagebohrungen 11f aufgenommen und thermisch mit dem Material verschweißt, der die Montagebohrungen 11f begrenzt, wie untenstehend beschrieben wird.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, hat jede der Anschlußklemmen 13 eine längliche rechteckige Form und besteht aus einem schmalen äußeren Bereich 13a, der dazu angepaßt ist, aus dem Schrittmotor herausgezogen zu werden und hat einen breiten inneren Bereich 13b, der innerhalb des Schrittmotors angeordnet ist. Die äußeren und inneren Bereiche 13a, 13b der Anschlußklemme 13 werden durch einen Zwischenbereich 13c miteinander verbunden, der eine Gestaltung hat, die komplementär in ihrer Form ist zu der Form der Vertiefungen 12g.
Der Stator besteht aus einem oberen und unteren Statorkern A, B, die zusammengeschichtet sind. Die Statorkerne A, B haben einen sogenannten "Klauenpol"-Aufbau und jeder umfaßt ein dosenförmiges Buchsen-Statorkernelement 14 und ein stopfenförmiges Stecker-Statorkernelement 15, die mit einer Statorspule 16, die zwischen diesen angeordnet ist, zusammengebaut wird. Das dosenförmige Buchsen-Statorkernelement 14 ist aus einem Metallblech preßgeformt und hat eine Mehrzahl (in der dargestellten Ausführungsform 6) aufrechtstehende klauenförmige Pole 14a (nachstehend als "Klauenpole" bezeichnet), die von der Bodenwand hervorstehen und peripher mit gleichen Winkelabständen beabstandet sind (mit einem Winkel von 60º in der dargestellten Ausführungsform). Das stopfenförmige Stecker-Statorkernelement 15 ist ebenfalls aus einem Metallblech preßgeformt und hat an seiner Bodenwand eine Mehrzahl von aufrechtstehenden Klauenpolen 15a, die in ihrer Anzahl der Anzahl der Klauenpolen 14a des Buchsen-Statorkernelementes 14 entsprechen, wobei die Klauenpole 15a peripher mit gleichen Winkelabständen beabstandet sind (mit einem Winkel von 60º in der dargestellten Ausführungsform). Beim Zusammenbau ist das Buchsen-Statorkernelement 14 auf der Außenseite angeordnet, während das Stecker-Statorkernelement auf der Innenseite angeordnet ist.
Das Buchsen-Statorkernelement 14 hat ferner eine Aussparung 14b, die in der Seitenwand des Elementes ausgebildet ist zum Positionieren der Anschlußklemmen 13. Ein Paar diametral gegenüberliegender erster Führungslöcher 14c und ein Paar diametral gegenüberliegender zweiter Führungslöcher 14d sind in der Bodenwand des Buchsen-Statorkernelementes 14 ausgebildet. jedes der ersten Führungslöcher 14c und eines der zweiten Führungslöcher 14d ist peripher mit einem Winkel von 82,5º voneinander beabstandet, während das andere zweite Führungsloch 14d peripher von dem ersten Führungsloch 14c mit einem Winkel von 97,50 beabstandet ist. Die ersten und zweiten Führungslöcher 14c, 14d haben unterschiedliche Durchmesser und in der dargestellten Ausführungsform sind die ersten Führungslöcher 14c im Durchmesser größer, als die zweiten Führungslöcher 14d. Die ersten Führungslöcher 14c sind radial mit zwei diametral gegenüberliegenden Klauenpolen 14c ausgerichtet und über die Führungsvorsprünge 12d des unteren Gehäuses 12 angepaßt. Die zweiten Führungslöcher 14d sind über die zwei Verriegelungsvorsprunge angepaßt, die auf einem Wicklungsträger von jeder Statorwicklung 16 vorgesehen ist, was nachstehend beschrieben wird.
Das stopfenförmige Stecker-Statorkernelement 15 weist ein Paar diametral gegenüberliegender Führungslöcher 15b auf, von denen jedes zwischen zwei aufrechtstehenden Klauenpolen 15a und angrenzend an eine angeordnet sind, aber winkelförmig zu einem der beiden angrenzenden Klauenpole mit einem Winkel von 7,5º versetzt ist. Das Stecker-Statorkernelement 15 weist ferner zwei peripher beabstandete Ausklinkungsaussparungen 15c entlang dessen äußerer Umfangskante auf. Jeder der Ausklinkungsaussparungen 15c ist mit einem Winkel von 82,5º von einem angrenzenden des einen der Führungslöcher 15b beabstandet. Die Ausklinkungsaussparungen 15c sind in der Position zu der Position des ausgesparten Bereiches 12e des unteren Gehäuses 12 korrespondierend ausgebildet. Die Führungslöcher 15b sind mit einem Verriegelungsvorsprung auf dem Spulenwicklungsträger in Eingriff bringbar was nachstehend beschrieben wird. Die Ausklinkungsaussparungen 15b sind mit einem Verriegelungsvorsprung auf einem Montageabschnitt für die Anschlußklemmen 13 in Eingriff bringbar, was nachstehend beschrieben wird.
Die Klauenpole 14a des Buchsen-Statorkernelementes 14 und die Klauenpole 15a des Stecker-Statorkernelementes 15 sind um 30º phasenverschoben.
Die Statorspule 16 besteht aus einem Wicklungsträger 17, Leitern 16a und den Anschlußklemmen 13. Der Wicklungsträger 17 weist gegenüberliegende Abschlußflansche 17a, 17b auf, zwischen die Leiter 16a gewickelt sind. Der Abschlußflansch 17a ist mit den Anschlußklemmen 13 versehen, während der gegenüberliegende Abschlußflansch 17b ohne Anschlußklemmen 13 ausgebildet ist. Die Enden der Leiter sind elektrisch mit den Anschlußklemmen 13 verbunden. Der Abschlußflansch 17a weist einen im wesentlichen rechteckigen Halterungsbereich 17c auf, der sich tangential und auswärts erstreckt zum Tragen der Anschlußklemmen 13 auf diesem. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, weist der Abschlußflansch 17a einen Verriegelungsvorsprung 17d angrenzend zu einer Innenseitenwand des Halterungsbereiches 17c und verriegelbar in Eingriff bringbar mit einem der Ausklinkungsaussparungen 15c des Stecker-Statorkernelementes 15 auf. Der Verriegelungsvorsprung 17d hat eine Höhe, die zumindest zweimal so groß wie die Dicke des Materials des Stecker-Statorkernelementes 15 ist. Der Abschlußflansch 17a weist ferner einen zweiten Verriegelungsvorsprung 17e auf (Fig. 1 und 8), der sich parallel zur Achse des Wicklungsträgers 17 erstreckt und verriegelbar mit einem der Führungslöcher 15b des Stecker-Statorkernelementes 15 in Eingriff bringbar ist. Der Verriegelungsvorsprung 17e hat eine Höhe, die zumindest zweimal so groß wie die Dicke des Materials des Stecker-Statorkernelementes 15 ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Verriegelungsvorsprung 17e in Ausrichtung mit der Ebene Y-Y (Fig. 6) angeordnet und ist auf einer Seite des Abschlußflansches 17a gelegen, welches der Position der oberen Hälfte des unteren Gehäuses 12, was in Fig. 6 zu sehen ist, entspricht.
Der Abschlußflansch 17b weist ein Paar diametral gegenüberliegender Verriegelungsvorsprünge 17f auf, die jeweils mit den Führungslöchern 14d des Buchsen-Statorkernelementes 14 verriegelbar in Eingriff bringbar sind. Die Verriegelungsvorsprünge 17f sind mit einem Winkel von 15º relativ zu einer Längsachse der Anschlußklemmen 13 versetzt. Die Höhe der Verriegelungsvorsprünge 17f ist kleiner als die Dicke des Materials des Buchsen-Statorkernelementes 14.
Die so aufgebaute Statorspule 16 wird mittels und zwischen den Buchsen- und Stecker-Statorkernelementen 14, 15 gehalten, um gemeinschaftlich eines der oberen und unteren Statorkerne A, B zu bilden.
Entsprechend der dagestellten Ausführungsform sind die oberen und unteren Statorkerne A, B schichtweise mit den jeweiligen Stecker-Statorkernelementen 15, 15, die in einer direkten Gegenüberstellung angeordnet sind, zusammengesetzt. In diesem Beispiel ist eine Dämpfungseinrichtung 24 aus einem stoßdämpfenden Material zwischen den Stecker-Statorkernelementen 15, 15 angeordnet. Die Dämpfungseinrichtung 24 umfaßt ein gewelltes Dämpfungselement und weist ein Paar diametral gegenüberliegender Führungslöcher 24a auf, die in Ausrichtung mit den Führungslöchern 15b des Stecker-Statorkernelementes 15 ausgerichtet sind und mit den Verriegelungsvorsprüngen 17e auf den jeweiligen Abschlußflanschen 17a der Wicklungsträger 17 in Eingriff bringbar sind, um die oberen und unteren Statorkerne A, B in ihrer Lage gegenüber einer Verschiebung zu halten. Die stoßdämpfende Dämpfungseinrichtung 24, die zwischen den Stecker-Statorkernelementen 15 angeordnet ist, verhindert, daß die Stecker-Statorkernelemente 15 rattern, was ansonsten durch Resonanzschwingungen der Stecker-Statorkernelemente 15 im Ansprechen auf die Schwingungen der erregten Statorspulen bewirkt würde, wenn die Statorkernelemente 14, 15 und die Spulen 16 in einem übereinandergestapelten Zustand ohne Verwendung von unlösbaren Befestigungseinrichtungen, wie z.B. Gießen oder Schweißen zusammengebaut sind, um ein automatisiertes Montieren zu ermöglichen mit einem Rotor, der aus einer Welle und einem Körper besteht, die integral miteinander ausgebildet sind, wie im Falle der vorliegenden Erfindung.
Die Trägerplatte 18 ist zwischen dem oberen Gehäuse 11 und dem unteren Gehäuse 12 angeordnet. Die Trägerplatte 18 ist so profiliert, daß sie die gleiche Konfiguration, wie das untere Gehäuse 12, hat und ist aus einem Kunstharz gebildet das Kohlenstoff enthält. In der dargestellten Ausführungsform ist die Trägerplatte 18 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das aus 70 % Polyphenylensulfat und 30 % Kohlenstoff besteht. Die Trägerplatte 18 dient sowohl als eine Lagerung für den Rotor 19 als auch als ein Träger für die Zahnräder des Reduktionsgetriebes 20. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist die Trägerplatte 18 eine kreisförmige Lagerbohrung 18a auf, um darin das entgegengesetzte Ende der Rotorwelle aufzunehmen, weist eine erste aufrechtstehende Stützachse 18b auf, die angrenzend an die Lagerbohrung 18a angeordnet ist, um drehbar darauf das erste Zahnrad 22 des Reduktionsgetriebes 20 zu tragen, und weist eine kreisförmige Nabe 18c am Unterteil der ersten Stützachse 18b auf, um darauf ein erstes Zahnrad 22 aufzunehmen. Eine zweite Stützachse 18d, ist auf der Trägerplatte 18 angrenzend zu der ersten Stützachse 18b angeordnet, um darauf drehbar das zweite Zahnrad 21 zu tragen. Die zweite Stützachse 18d weist eine kreisförmige Nabe 18e an dessen Unterteil auf, um darauf das zweite Zahnrad 21 aufzunehmen. Die Trägerplatte 18 weist ferner vier Führungslöcher 18f, angrenzend zu ihren vier Ecken, auf. Die Führungslöcher 18f sind in Ausrichtung mit entsprechenden Montagebohrungen 11f in dem oberen Gehäuse 11 ausgebildet und ebenso mit entsprechenden Verriegelungsvorsprüngen 11f auf dem unteren Gehäuse 12.
Der Rotor 19 weist einen Rotorkörper 19a auf, der aus einem Kunststoff-Permanentmagnet und einer Rotorwelle 19b, die integral mit dem Rotorkörper 19a ausgebildet ist, auf. Die Rotorwelle 19b hat ein Abtriebsende, auf dem ein Antriebszahnrad ausgebildet ist, das aus einem Ritzel 19c besteht, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Das Ritzel 19c ist so angeordnet, daß es mit dem ersten Zahnrad 22 das Reduktionsgetriebe 20 in einem antreibenden Eingriff befindlich ist.
Wie oben beschrieben ist, besteht das Reduktionsgetriebe 20 aus dem ersten Zahnrad 22 und dem zweiten Zahnrad 21. Jedes der Zahnräder 22, 21 ist ein zusammengesetztes Zahnrad, das ein oberes Zahnrad und ein unteres Zahnrad aufweist, die in einer koaxialen Anordnung vereint sind. Das erste Zahnrad 22 wird auf der ersten Stützachse 18b der Trägerplatte 18 gelagert, wobei das untere Zahnrad 22a drehbar auf der Nabe 18c der ersten Stützachse 18b getragen wird. Das untere Zahnrad 22a ist ein Innenrad, das auf seinem Innenumfangsrand eine Mehrzahl von Zähnen aufweist. Die Anzahl der Zähne des Innenrades 22a ist größer als die Anzahl der Zähne des Ritzels 19c des Rotors 19. Das untere Innenrad 22a wird in einem angetriebenen Eingriff mit dem Ritzel 19c gehalten. Das obere Zahnrad 22b ist ein Außenrad, das Zähne aufweist, die in ihrer Anzahl kleiner sind, als die Anzahl der Zähne des unteren Innenrades 22a (in der dargestellten Ausführungsform hat das obere Außenrad 22b die gleiche Anzahl von Zähnen, wie das Ritzel 19c) . Das obere Außenrad 22b wird in einem antreibenden Eingriff mit einem unteren Zahnrad 21a des zweiten Zahnrades 21 gehalten, das auf der zweiten Stützachse 18d auf der Trägerplatte 18 gelagert wird, wobei das untere Zahnrad 21a drehbar auf der Nabe 18e getragen wird. Das untere Zahnrad 21a ist ein Außenrad und hat Zähne, die in ihrer Anzahl größer sind, als die Zähne des oberen Zahnrades 21b des zweiten Zahnrades 21. Das untere Außenrad 21a ist in dem oberen Gehäuse 11 angeordnet, während das obere Zahnrad 21b von dem oberen Gehäuse 11 durch das kreisförmige Loch 11a in dem oberen Gehäuse 11 hervorsteht.
Die vorstehend genannten Bauteile werden in der Weise zusammengebaut, wie untenstehend beschrieben wird. Kurz gesagt, werden die Bauteile des unteren Statorkerns B aufeinanderfolgend, eines über dem anderen, in dem unteren Gehäuse 12 aufeinandergeschichtet, und nachfolgend werden Bauteile des oberen Statorkerns A aufeinanderfolgend, eines über dem anderen, in dem unteren Gehäuse 12, aufeinandergeschichtet.
Danach werden der Rotor 19, die Trägerplatte 18, das Reduktionsgetriebe 20 und das obere Gehäuse 11 in der genannten Reihenfolge aufeinandergeschichtet. Eine Reihenfolge der Montageoperationen wird nachstehend in größerem Detail beschrieben.
Nachdem das untere Gehäuse in einer horizontalen Ebene mit seinem offenen Ende nach oben weisend getragen wird, wird das Buchsen-Statorkernelement 14 des unteren Statorkerns B in das Gehäuse 12 mit nach oben gerichteten Klauenpolen 14a positioniert. In diesem Beispiel ist die Aussparung 14b des Buchsen-Statorkernelementes 14 mit dem ausgesparten Bereich 12e des unteren Gehäuses 12 ausgerichtet und die ersten Führungslöcher 14c des Buchsen-Statorkernelementes 14 werden über die Verriegelungsvorsprünge 12d des unteren Gehäuses 12 gepaßt. Da die ersten Führungslöcher 14c einen unterschiedlichen Durchmesser zu dem Durchmesser der zweiten Führungslöcher 14d haben, kann das Montieren des Buchsen-Statorkernelementes 14 und des oberen Gehäuses 12 gleitend und präzise ohne Fehlanpassung erzielt werden.
Dann wird die Spule 16 des unteren Statorkerns B auf dem Buchsen-Statorkernelement 14 plaziert. In diesem Beispiel werden die jeweiligen Anschlußklemmen 13 bündig in den jeweiligen Vertiefungen 12g des unteren Gehäuses 12 aufgenommen, wobei die Verriegelungsvorsprünge 17f auf dem Wicklungsträger 17 in Passungseingriff mit den zweiten Fühungslöchern 14d des Buchsen-Statorkernelementes 14 gebracht werden.
Nachfolgend wird das Stecker-Statorkernelement 15 des unteren Statorkerns B über die Spule 16 mit nach unten gerichteten Klauenpolen 15a plaziert, bis eines der Führungslöcher 15b und eine der Ausklinkungsaussparungen 15c jeweils in Verriegelungseingriff gehalten werden mit dem Verriegelungsvorsprung 17e auf dem Abschlußflansch 17a und dem Verriegelungsvorsprung 17d auf dem Halterungsbereich 17c des Wicklungsträgers 17. Der untere Statorkern B ist somit mit dem unteren Gehäuse 12 montiert. In diesem zusammengebauten Zustand sind die KlauenPole 14a des Buchsen-Statorkernelementes 14 und die Klauenpole 15a des Stecker-Statorkernelementes 15 peripher mit gleichen Winkelabständen beabstandet (30º in der dargestellten Ausführungsform). Die Verriegelungsvorsprünge 17d, 17e stehen über die Dicke des Materials des Stecker-Statorkernelementes 15 hinaus vor.
Danach wird der obere Statorkern A zusammengebaut, wobei in diesem Fall die gewählte Dämpfungseinrichtung 24 auf dem Träger-Statorkernelement 15 des unteren Statorkerns B angeordnet wird. Das Stecker-Statorkernelement 15 des oberen Statorkerns A wird auf die gewählte Dämpfungseinrichtung 24 mit nach oben gerichteten Klauenpolen 15a plaziert. In diesem Beispiel wird eines der Führungslöcher 15b des Stecker-Statorkernelementes 15 über den Verriegelungsvorsprung 17e auf dem Wicklungsträger 17 durch das entsprechende Führungsloch 24a der gewählten Dämpfungseinrichtung 24 gepaßt, und eine der Ausklinkungsaussparungen 14b wird über den Verriegelungsvorsprung 17d des Wicklungsträgers 17 gepaßt. Das Stecker-Statorkernelement 15 des oberen Statorkerns A ist somit präzise relativ zu dem Stecker-Statorkernelement 15 des unteren Statorkerns B pcsitioniert.
Dann wird mit nach unten weisendem Verriegelungsvorsprung 17e die Spule 16 des oberen Statorkerns A über das Buchsen-Statorkernelement 15 in der gleichen Weise plaziert, wie es mit der Spule 16 des unteren Statorkerns B getan wurde, außer daß der Verriegelungsvorsprung 17e auf dem Abschlußflansch 17a in das andere Führungsloch 15b des Stecker-Statorkernelementes 15 gepaßt wurde, das nicht in Eingriff mit dem Verriegelungsvorsprung 17e des Wicklungsträgers 17 des unteren Statorkerns B in Eingriff ist, und daß der Verriegelungsvorsprung 17d auf dem Halterungsbereich 17e der oberen Spule 16 in die andere Ausklinkungsaussparung 15c gepaßt ist, die nicht von dem Verriegelungsvorsprung 17d der unteren Spule 16 eingenommen wird.
Nachfolgend wird das Buchsen-Statorkernelement 14 des oberen Statorkerns A über die Spule 16 mit nach unten weisenden Klauenpolen 14a plaziert. In diesem Beispiel werden die Aussparung 14b und die Führungslöcher 14d in Ausrichtung mit dem ausgesparten Bereich 12e des unteren Gehäuses 12 und den Verriegelungsvorsprüngen 17f des Wicklungsträgers 17 gehalten. Der obere Statorkern A ist somit in der gleichen Weise montiert, wie der untere Statorkern B. In diesem zusammengebauten Zustand sind die Klauenpole 15a des Stecker-Statorkernelementes 15 und die Klauenpole 14a des Buchsen-Statorkernelementes 14 des oberen Statorkerns A peripher mit gleichen Abständen beabstandet (30º in der dargestellten Ausführungsform). Die Klauenpfosten 14a, 15a der vier Statorkernelemente 14, 15, 15 und 14 sind peripher voneinander in einem Winkel von 15º beabstandet. In der dargestellten Ausführungsform sind das Buchsen-Statorkernelement 14 des oberen Statorkerns A und das Buchsen-Statorkernelement 14 des unteren Statorkerns B um 45º phasenverschoben.
Dann wird der Rotor 19 in die Statorkerne A, B mit dem Abtriebsende nach vorn gerichtet eingesetzt, bis das Antriebsende in der Lagerungsaussparung 12c des unteren Gehäuses 12 aufgenommen wird, mit einer Unterlegscheibe 23, die zwischen dem Rotorkörper 19a und dem unteren Gehäuse 12 angeordnet ist. Eine andere Unterlegscheibe 23 ist über das Abtriebsende der Rotorwelle 19b gepaßt.
Nachfolgend wird die Trägerplatte 18 über das untere Gehäuse 12 plaziert, während die Führungslöcher 18f in Ausrichtung mit den Verriegelungsvorsprüngen 12f des unteren Gehäuses 12 gehalten werden. In diesem Beispiel wird das Abtriebsende der Rotorwelle 19b drehbar in der Lagerbohrung 18a in der
Lagerplatte 18 aufgenommen, wobei das Ritzel 19c von der Trägerplatte 18 vorsteht. Nachdem das erste Zahnrad 22 über die erste Stützachse 18b auf der Trägerplatte 18 gepaßt ist, so daß das untere Innenrad 22a mit dem Ritzel 19c kämmt, wird das zweite Zahnrad 21 über die zweite Stützachse 18d auf der Trägerplatte 18 gepaßt, um das untere Zahnrad 21a in Kämmeingriff mit dem oberen Zahnrad 22b des ersten Zahnrades 22 zu bringen.
Danach wird das obere Gehäuse 11 über die Trägerplatte 18 plaziert, um einen wesentlichen Teil des Reduktionsgetriebes 20 abzudecken. In diesem Beispiel werden die Montagebohrungen 11f des oberen Gehäuses 11 über die Verriegelungsvorsprünge 12f auf dem unteren Gehäuse 12 gepaßt, und das obere Zahnrad 21b des zweiten Zahnrades 21 steht vom oberen Gehäuse 11 durch das kreisförmige Loch 11a in dem oberen Gehäuse 11 vor. Schließlich werden die Verriegelungsvorsprünge 12f durch Thermoschweißen verschmolzen, um dadurch das obere und untere Gehäuse 11, 12 zu verbinden.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung ersichtlich ist, können alle Bauteile des Getriebeschrittmotors nach der Erfindung zusammengebaut werden durch bloßes Aufeinanderschichten in Aufeinanderfolge, bis das obere und untere Gehäuse in einen übereinander gelagerten Zustand gehalten wird, und bereit ist, thermisch verschmolzen zu werden, wobei die Führungsvorsprünge 12f aufeinanderfolgend durch die Führungslöcher 18f der Trägerplatte 18 und durch die Montagebohrungen 11f des oberen Gehäuses 11 sich erstrecken. Ein solcher geschichteter oder aufgeschichteter Aufbau vermeidet das Erfordernis von Befestigungsmitteln, wie z.B. Schrauben, und ist daher für eine vollautomatisierte Montage geeignet.

Claims

1. Aufgeschichteter Getriebeschrittmotor mit einem oberen Gehäuse (11), das einen ersten Innenraum aufweist, einem unteren Gehäuse (12), das einen zweiten Innenraum aufweist, einem Stator (A, B), der zwischen dem oberen und unteren Gehäuse (11, 12) angeordnet ist, einem Rotor (19), der drehbar in dem Stator (A, B) angeordnet ist, einem Rotorkörper (19a) und einer Rotorwelle (19b), die integral mit dem Rotorkörper (19a) ausgebildet ist und einem Reduktionsgetriebe (20), das Getriebezüge aufweist, die die Abtriebsdrehzahl der Rotorwelle (19b) vermindern, dadurch gekexmzeichnet, daß eine Trägerplatte (18) zwischen dem oberen und unteren Gehäuse (11, 12) angeordnet ist, wobei der Stator (A, B) und der Rotor (19) in dem zweiten Innenraum angeordnet sind und zwischen dem unteren Gehäuse (12) und der Trägerplatte (18) angeordnet sind, wobei das untere Gehäuse (12) an seinem Boden eine erste Lagerung (12c) aufweist, die drehbar ein Ende der Rotorwelle (19b) trägt, wobei das Reduktionsgetriebe (20) in dem ersten Innenraum angeordnet ist und zwischen der Trägerplatte (18) und dem oberen Gehäuse (11) gehalten wird, wobei die Träger-Platte (18) eine Mehrzahl von Stützachsen (18b, 18d) aufweist, die drehbar darauf die jeweiligen Zahnräder des Reduktionsgetriebes (20) tragen, und wobei eine zweite Lagerbohrung (18a) drehbar ein Abtriebsende der Rotorwelle (19a) trägt.

2. Aufgeschichteter Getriebeschrittmotor nach Anspruch 1, wobei das Reduktionsgetriebe (20) ein erstes Zahnrad (22) und ein zweites Zahnrad (21) aufweist, die auf den Stützachsen (18b, 18d) gelagert sind und in Eingriff miteinander gehalten werden, wobei das Abtriebsende der Rotorwelle (18b) ein Ritzel (18c) aufweist, das in Eingriff mit dem ersten Zahnrad (22) gehalten wird.

3. Aufgeschichteter Getriebeschrittmotor nach Anspruch 1, wobei das untere Gehäuse (12) aus Kunstharz ausgebildet ist und eine Mehrzahl von ersten Verriegelungsvorsprüngen (12d) aufweist, die in dem zweiten Innenraum angeordnet ist und eine Mehrzahl von zweiten Verriegelungsvorsprüngen (12f) aufweist, die außerhalb des zweiten Innenraumes angeordnet sind, wobei der Stator (A, B) aus einer Mehrzahl von Statorkernen (A, B) besteht, die übereinander angeordnet sind und von denen jeder ein Paar Statorkernelemente (14, 15) und eine Spule (16), die zwischen den Statorkernelementen angeordnet ist, einschließt, wobei die Statorkerne (A, B) eine Mehrzahl von Führungslöchern (15b, 14d) aufweisen und wobei die Spule (16) auf ihren gegenüberliegenden Flächen eine Mehrzahl dritter Verriegelungsvorsprünge (17e, 17f) aufweist, die zu den Führungslöchern (15b, 14d) der Statorkerne (A, B) angepaßt sind, wobei das obere Gehäuse (11) ferner eine Mehrzahl von Montagebohrungen (11f) aufweist, die zu den zweiten Verriegelungsvorsprüngen (12f) angepaßt sind, wobei die Trägerplatte (18) eine Mehrzahl von Führungslöchern (18f) aufweist, die zu den zweiten Verriegelungsvorsprüngen (12f) angepaßt sind, und wobei eines des Paares der Statorkernelemente (A, B), die Spule (16) und das andere des Paares der Statorkernelemente (A, B) aufeinanderfolgend innerhalb des zweiten Innenraumes aufgeschichtet sind in der genannten Reihenfolge, um einen der mehreren Statorkerne zu bilden, wobei die Statorkerne (A, B) jeweils aus einem Paar Kernelementen und der Spule (16) bestehen, die übereinander in dem unteren Gehäuse (12) aufgeschichtet sind, wobei die ersten und zweiten Verriegelungsvorsprünge (12d, 12f) zu den Führungslöchern (15b, 14d) angepaßt sind, wobei das Reduktionsgetriebe (20) und das obere Gehäuse (11) in der genannten Reihenfolge in einem aufgeschichteten Zustand montiert werden, und wobei die zweiten Verriegelungsvorsprünge (12f), die von den Montagebohrungen (11f) des oberen Gehäuses (11) hervorstehen, miteinander verschmolzen werden, um das obere und das untere Gehäuse (11, 12) miteinander zu verbinden.

4. Aufgeschichteter Getriebeschrittmotor nach Anspruch 1, wobei das obere Gehäuse (11) und das untere Gehäuse (12) gemeinschaftlich eine Kapselung bilden, wobei der Stator (A, B) obere und untere Statorkerne (A, B) einschließt, die zwischen der Trägerplatte (18) und dem unteren Gehäuse (12) in einem geschichteten Zustand angeordnet sind und um einen vorbestimmten Winkel phasenverschoben sind, wobei jeder der oberen und unteren Statorkerne (A, B) ein dosenförmiges Buchsen-Statorkernelement (14) einschließt, das eine Mehrzahl von ersten Führungslöchern (14c) und eine Mehrzahl erster klauenförmiger Pole (14a) aufweist, ein stopfenförmiges Stecker-Statorkernelement (15) einschließt, das eine Mehrzahl von zweiten Führungslöchern (15b) und eine Mehrzahl zweiter klauenförmiger Pole (15a) aufweist, und eine Spule (16) einschließt, die einen Wicklungsträger (17) aufweist, wobei der Wicklungsträger (17) eine Mehrzahl erster Verriegelungsvorsprünge (17f) aufweist, die auf einer der gegenüberliegenden Enden des Wicklungsträgers (17a) angeordnet sind und einen zweiten Verriegelungsvorsprung (17e) aufweist, der auf dem gegenüberliegenden Ende des Wicklungsträgers (17) angeordnet ist, wobei der zweite Verriegelungsvorsprung (17e) eine Höhe hat, die größer als die Dicke des Materials des Stecker-Statorkernelements (15) ist, wobei die ersten klauenförmigen Pole (14a) und die zweiten klauenförmigen Pole (15a) um einen vorbestimmten Winkel phasenverschoben sind, und wobei eine Dämpfungseinrichtung (24) zwischen dem oberen und unteren Statorkern (A, B) angeordnet ist, wobei oberer und unterer Statorkern (A, B) wegwärts gerichtet mit der Dämpfungseinrichtung (24) dazwischen angeordnet zusammengesetzt sind, wobei die ersten und zweiten Verriegelungsvorsprünge (17f, 17e) jeweils zu den ersten und zweiten Führungslöchern (14c, 15b) angepaßt sind.

5. Aufgeschichteter Getriebeschrittmotor nach Anspruch 4, wobei die Dämpfungseinrichtung (24) ein gewelltes Dämpfungselement und eine Mehrzahl von Führungslöchern (24a) umfaßt, die zu den zweiten Verriegelungsvorsprüngen (17e) der oberen und unteren Statorkerne angepaßt sind.

6. Aufgeschichteter Getriebeschrittmotor nach Anspruch 1, wobei der Stator (A, B) eine Mehrzahl von Anschlußklemmen (13) aufweist, und wobei jede der Anschlußklemmen (13) einen inneren Bereich (13b) einschließt, der innerhalb des unteren Gehäuses (12) angeordnet ist, einen äußeren Bereich (13a) aufweist, der von dem unteren Gehäuse (12) hervorsteht, und einen Zwischenbereich (13c) aufweist, der den inneren und äußeren Bereich (13b, 13a) miteinander verbindet, wobei der innere Bereich (13b) eine Breite hat, die größer ist als die des äußeren Bereiches (13a), und wobei das untere Gehäuse (12) eine Mehrzahl von Vertiefungen (12g) aufweist, die jeweils darin die Zwischenbereiche (13c) der Anschlußklemmen (13) aufnehmen, wobei die Vertiefungen (12g) eine Form haben, die komplementär in der Kontur zur Form der Zwischenbereiche (13c) ausgebildet ist.

7. Aufgeschichteter Getriebeschrittmotor nach Anspruch 6, wobei der Stator ein stöpselförmiges Statorkernelement (15) aufweist, das eine Mehrzahl von Ausklinkungsaussparungen (15c) aufweist, die an einer Außenumfangskante desselben ausgebildet sind, und einen Wicklungsträger (17) aufweist, der mit dem Statorkernelement (15) zusammengesetzt ist und einen Halterungsbereich (17c) aufweist, auf dem die Anschlußklemmen (13) angebracht sind, wobei der Wicklungsträger (17) ferner einen Verriegelungsvorsprung (17d) angrenzend zu dem Halterungsbereich (17c) aufweist und mit einem der Ausklinkungsaussparungen (15c) in Eingriff befindlich ist, wobei der Verriegelungsvorsprung (17d) eine Höhe hat, die zumindest zweimal so groß, wie die Dicke des Materials des Statorkernelementes (15) ist.

8. Aufgeschichteter Getriebeschrittmotor nach Anspruch 1, wobei der Stator aus einein Paar übereinandergelagerter Statorkerne (A, B) besteht, wobei jeder der Statorkerne (A, B) ein stopfenförmiges Stecker-Statorkernelement (15) einschließt, das eine Mehrzahl erster Führungslöcher (15a) aufweist, ein dosenförmiges Buchsen-Statorkernelement (14) einschließt, das eine Mehrzahl zweiter Führungslöcher (14b, 14d) aufweist und eine Spule (16) einschließt, die zwischen dem Stecker- und Buchsen-Statorkernelement (14, 15) angeordnet ist, und wobei ein Stecker-Statorkernelement (15) des einen des Paares der übereinandergelagerten Statorkerne (A, B) und das Stecker-Statorkernelement (15) des anderen des Paares der übereinandergelagerten Statorkerne (A, B) in einer voneinander wegwärtsgerichteten Gegenüberstellung angeordnet sind und wobei die Spule (16) einen Wicklungsträger (17) einschließt, Windungen (16a) einschließt die um den Wicklungsträger (17) gewickelt sind und eine Mehrzahl von Anschlußklemmen (13) einschließt, die elektrisch mit den Windungen (18) verbunden sind, wobei der Wicklungsträger (17) gegenüberliegende Abschlußflansche (17a, 17b) aufweist, zwischen denen die Windungen (18) angeordnet sind, wobei einer (17a) der Abschlußflansche (17a, 17b) einen Halterungsbereich (17c) aufweist, der darauf die Anschlußklemmen (13) trägt, und einen ersten Verriegelungsvorsprung (17e) aufweist, der zu einem der ersten Führungslöcher (15a) des Stecker-Statorkernelementes (15) angepaßt ist, wobei der erste Verriegelungsvorsprung (17e) eine Höhe hat, die zumindest zweimal so groß, wie die Dicke des Materials des Stecker-Statorkernelementes (15) ist, wobei der andere Abschlußflansch (17b) zumindest zwei Verriegelungsvorsprunge (17f) aufweist, die zu den zwei der mehreren zweiten Führungslöcher (14d) angepaßt sind, wobei die zweiten Verriegelungsvorsprünge (14d) eine Höhe haben, die kleiner als die Dicke des Materials des Buchsen-Statorkernelementes (14) ist.

9. Aufgeschichteter Getriebeschrittmotor nach Anspruch 8, wobei das Stecker-Statorkernelement (15) eine Ausklinkungsaussparung (15c) auf seinem äußeren Umfangsrand aufweist, wobei der eine Abschlußflansch (17a) einen dritten Verriegelungsvorsprung (17d) aufweist, der angrenzend zu dem Halterungsbereich (17c) angeordnet ist und zu der Ausklinkungsaussparung (15c) angepaßt ist, wobei der dritte Verriegelungsvorsprung (17d) eine Höhe hat, die zumindest zweimal so groß wie die Dicke des Materials des Stecker-Statorkernelementes (15) ist.

10. Aufgeschichteter Getriebeschrittmotor nach Anspruch 1, wobei das obere Gehäuse (11) ein Paar in Querrichtung verlaufender Verriegelungsvorsprünge (11e) aufweist, die auf gegenüberliegenden Außenflächen des oberen Gehäuses (11) für einen verriegelnden Eingriff mit den Führungslöchern (41) in der Vorrichtung (40) angeordnet ist, mit dem der Schrittmotor (M) zu montieren ist.

11. Aufgeschichteter Getriebeschrittmotor nach Anspruch 10, wobei das obere Gehäuse (11) ein kreisförmiges Loch (11a) aufweist, das sich durch eine obere Wand desselben erstreckt, wobei das Reduktionsgetriebe (20) ein erstes Zahnrad (22) und ein zweites Zahnrad (21) aufweist, die auf der Stützachse (18b, 18d) gelagert sind und zueinander in Eingriff gehalten werden, wobei das zweite Zahnrad (21) von dem oberen Gehäuse (11) durch das kreisförmige Loch (11a) hervorsteht, wobei das obere Gehäuse (11) ferner auf seiner unteren Fläche einen ringförmigen Bund (11b) aufweist, der sich peripher entlang des kreisförmigen Loches (11a) erstreckt zur Stabilisierung der Drehung des zweiten Zahnrades (21).

12. Aufgeschichteter Getriebeschrittmotor nach Anspruch 10, wobei das obere Gehäuse (11) ein Lagerungsabschnitt (11c) aufweist, der darauf drehbar das erste Zahnrad (22) trägt.

13. Aufgeschichteter Getriebeschrittmotor nach Anspruch 11, wobei der Bund (11b) eine abgerundete Führungsfläche aufweist, der in gleitendem Kontakt mit dem ersten Zahnrad (22) gehalten wird.