DE8913404U1

DE8913404U1 - Elektromotor mit selbstausrichtenden Lagern

Info

Publication number: DE8913404U1
Application number: DE8913404U
Authority: DE
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric SA
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1989-11-13
Publication date: 1990-03-15
Anticipated expiration: 1999-11-14
Also published as: GB2226090A; GB8826614D0; JPH083158Y2; JPH02104758U; CN2062128U

Description

C ■

JOHNSON ELECTRIC S.A.

125 Rue de Progres

La Chaux de Fonds

SCHWEIZ F 13.965 fl/hi

ftttt LAGERN

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor f/»it selbstausrichtenden Lagern, insbesondere einen Permanentmagnet-Motor mit geringer Leistung, beispielsweise unterhalb eines kW.

Permanentmagnet-Gleichstrom-Motoreo derartig geringer Leistung werden je nach Einsatzgebiet mit zunehmend geringerer Geräuc dientwicklung benötigt, beispielsweise für den Einsatz innerhalb der Fahrgastzelle eines entsprechend aufwendig ausgestatteten Automobiles. Es wird daher zunehmend wichtiger, die mechanische Geräuschentwicklung eines solchen Motors zu verringern. Üblicherweise ist die Motorwelle in einem Paar von selbstausrichtend ausgebildeten Sinterlagern gehalten. Die erforderliche Toleranz im Spaltbereich zwischen der Welle und den Lagern bedingt, daß die Welle sich seitlich in den Lagern hin und her bewegen kann, wodurch ein r.icht unerhebliches mechanisches Geräusch entsteht. Eine Ausbildung des Motors, mit der man versucht hat, diese Geräuschbildung zu verhindern, besteht darin, daß Magnetfeld des Stators an einer Seite der Wellenachse zu verstärken, so daß die Welle gegen eine Seite der inneren Lagerfläche hin gezogen wird. Dies verursacht allerdings eine Abweichung in der Motörgeometrie und schafft weitergehende Schwierigkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor der in Rede stehenden Art zur Verfügung zu stellen, dessen durch das Lagerspiel bedingte Geräusche auf einfache Weise möglichst gering gehalten sind, ohne dafür eine unsymmetrische Verteilung der Statorausbildung dafür in Kauf nehmen zu müssen.

Ausgehend von einem Elektromotor mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Ein Elektromotor mit einem Rahmen oder Gehäuse, welches einer Stator trflgt und mit in seinen gegenüberliegenden Endbereichen angeordneten, selbstausrichtenden Lagern versehen ist, deren jedes eine zylindermantelform ige Inntnlagerfläche aufweist, und nrit einem Rotor, der eine Welle und an dieser gehalten einen Kommutator und einen Anker aufweist, welche Welle in den Lagern an den zylindermantelförmigen Innenlagerflächen laufend drehbar gelagert ist, weist erfindungsgemäß eine Vorspanneinrichtung auf, die- an wenigstens einem der Lager auf dieses eine Verdrehkraft ausübend angreift, unter der das Lager mit der Achsrichtung seiner zylinderförmigen innenlagerfläche unter einem Winkel zur Achsialrichtung der Welle verlaufend ausgerichtet ist.

Durch eine Verdrehung der Achse der Lagerfläche relativ zu der Welle wird der Lagerspiel bedingte Abstand zwischen der Lagerfläche und der Welle verringert, wodurch eine entsprechende Neigung der Welle, in dem bzw. den Lagern Rüttelbewegungen auszuführen, herabgesetzt wird.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, insbesondere unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung wiedergegebene Ausführungsbeispiel, dessen nachstehende Beschreibung die Erfindung naher erläutert. Es zeigen

Figur 1 einen axialen Teilquerschnltt durch einen

Gehäuseendbereich eänes Permanentmagnet-Gleichstrom-Motors, das eine Rotorwelle in Anordnung in einer Lagereinrichtung erfindungsgemäßer Ausbildung zeigt;

Figur 2 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils

A in Figur I;

Figur 3 eine schematische Ansicht einer Motorwelle

und zweier Lager.

An der in den Zeichnungen wiedergegebenen Motorwelle 2 sind in üblicher und nicht dargestellter Weise ein Kommutator und ein Anker angeordnet. Die Welle 2 ist im Bereich ihrer Enden in zwei selbstausrichtenden Lagern 4 gehalten. Die Lager sind zum einen m einer Endkappe 6 des Motors und zum anderen in einer geschlossenen Stirnwandung eines becherförmigen, tiefgezogenen Stahlgehäuses {nicht dargestellt) angeordnet. Die Endkappe 6 und das becherförmige Gehäuse bilden das Motorgehäuse. Des weiteren trägt die Endkappe 6 eine Borsten trägereinrichtung (nicht dargestellt), und in dem Gehäuse sind Permanentmagneten angeordnet, die den Stator des Motors bilden.

Jedes Lager 4 weist eine zylindermantelförmige Lagerinnenfläche 8 auf, die jeweils an ihren äußeren Enden 10 abgefast ausgebildet ist. Die äußere Oberfläche 12 der Lager 4 ist teil-kugelförmig oder sphärisch ausgebildet, und zwar in der Draufsicht ![Figur 2) kreisförmig und im axialen Schnitt gesehen bogenförmig (Figur Ii verlaufend. Die Lager 4 sind in korrespondierend ausgeformten Lagerschalen &Idigr;4 gehalten, die sich im jeweiligen Endbereich (der Endkappe oder der Gehäusestirnwandung) befinden. Das Lager 4 wird mit Hilfe eines Federstahlklipps 15 in seiner Lage in der Lagerschale gehalten, der das Lager umgreift und mit elastischen Fingern 16 ausgeröstet ist, die an der Außenfläche 12 des Lagers angreifen und dieses in die Lagerschale 14 drücken. Von diesen Fingern greift einer 16a an einer stufenförmigen Ausnehmung 18 an, die in der Oberfläche

12 des Lagers ausgeformt ist. Der Finger 16a ist dabei derart angeordnet, daß er eine Verdrehkraft oder ein Drehmoment auf das Lager ausübt, um das Läger in der Lagerschale 14 derart zu drehen, daß die Achse B-B der zylindermantelförmigen Innenlagerfläche 8 des Lagers ein Winke! zur Achse S-S der Welle 2 einnimmt (d.h. sich nicht parallel oder koinzident zu dieser erstreckt).

Der Kupp I5 ist mit einer umgestülpt ausgeformten peripheren Lippe 20 versehen, die an einer Umgebungswandung 22 in der Endkappe 6 angreift und so den Klipp 15 in seiner Lage hält.

Der Finger 16a ist federelastisch und übt lediglich eine kleine Kraft aus, so daß das Lager 4 seine Selbstausrichteigenschaft beibehält und in der Lage ist, sich mit seiner axialen Richtung in diejenige der Welle zu drehen, es ist aber zugleich einer durch den Finger 16a aufgebrachten Vorbelastung ausgesetzt, die das Lager in Richtung einer Ausrichtung unter einem Winkel zu der Welle beaufschlagt. Typisch für diese Anordnung wird die Lagerachse unter einem Winkel von etwa 0,5 Grad zu der Wellenachse verlaufen.

Es lassen sich unterschiedliche Vorbelastungen oder Drehmomente auf das Lager dadurch ausüben, daß man die ungespannte Formgebung des Fingers 16a ändert. Um eine Auswahlmöglichkeit der Vorbelastung zur Verfügung zu stellen, kann man eine Reihe von Klippsen 15 vorsehen, man kann aber auch an einem einzelnen Klipp unterschiedliche Finger 16a mit abweichender Formgebung ausrüsten, von denen dann einer ausgewählt wird» um an der Au«aiehmung 18 entsprechend belastet anzugreifen.

Falls - wie in Figur 3 angedeutet - beide Lager mit einer Vorspannkraft beaufschlagt werden, dann geschieht dies vorzugsweise derart, daß sie im Hinblick auf die Welle in entgegengesetzte Richtungen hin verkantet sind.

Claims

JOHNSON ELECTRIC S.A. 125 Rue de Progres La Chsux de Fonds SCHWEIZ F 13.965 fl/hi ANSPRÜCHE

1. Elektromotor :nit einem Rahmen oder Gehäuse (S)* welches einen Stator trägt und mit in seinen gegenüberliegenden Endbereichen angeordneten, selbstausrichtenden Lagern (4) versehen ist, deren jedes eine zylindermantelförmige Innenlagerf lache (8) aufweist, und mit einem Rotor, der eine Welle (2) und an dieser gehalten einen Kommutator und einen Anker aufweist, welche Welle (2) in den Lagern (4) an den zylindermantelförmigen Innenlagerf lachen (8) laufend drehbar gelagert ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß eine Vorspanneinrichtung (15, 16a, 18) vorgesehen ist, die an wenigstens eSaem der Lager (4) auf dieses eine Verdrehkraft ausübend angreift, unter der das Lager (4) mit der Achsrichtung (B-B) seiner zylindermantelförmigen Innenlagerfläche (8) unter einem Winkel zur Achsialrichtung (S-S) der Welle (2) verlaufend ausgerichtet ist.

2. Motor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorspanneinrichtung (15, 16a, 18) an einer Seite des Lagers (4) und im wesentlichen parallel zur Achsrichtung (B-B) des Lagers (4) krafteinleitend angreift.

3. Motor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorspanneinrichtung einen vorspannend an dem Lager (4) angreifenden Finger (16 a) aufweist.

4. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Lager (4) in einer Lagerschale (14) eingesetzt und in dieser Einsetzlage durch einen Klipp (IS) gehalten ist, der eine Vielzahl elastischer Finger (16) aufweist, die das Lager (4) in seiner Einsetzlage in der Lagerschale (14) beaufscnlagen und von denen wenigstens einer (!6&bgr;) <Ji*? Vfirrirfthkriafr auf riss Lsger (4J aitsflhanri an ritecem «angreift.

5. Motor nach Anspruch 3 oder 4,

j dadurch gekennzeichnet,

daß der Finger (16a) der Vorspanneinrichtung mit einem abgewinkelten Endbereich ic eine an dem Lager (4) ausgebildete Ausnehmung (18) eingreift.

6. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß beide Lager (4) mit einer Verdrehkraft vorgespannt beaufschlagt sind.

7. Motor nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Lager (4) relativ zu der Welle (2) gesehen verdreht !«aufschlagt sind.