EP2649707A2 - Verfahren zum einstellen des axialspiels zwischen einem motoranker und einem lager sowie eine lagerung einer ankerwelle - Google Patents

Verfahren zum einstellen des axialspiels zwischen einem motoranker und einem lager sowie eine lagerung einer ankerwelle

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EP2649707A2
EP2649707A2 EP11781780.9A EP11781780A EP2649707A2 EP 2649707 A2 EP2649707 A2 EP 2649707A2 EP 11781780 A EP11781780 A EP 11781780A EP 2649707 A2 EP2649707 A2 EP 2649707A2
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EP
European Patent Office
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bearing
armature shaft
disc
spacer sleeve
armature
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11781780.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Juergen Herp
Joerg Aschoff
Susanne Dostler
Thierry Ehrhart
Guenter Rohrer
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP2649707A2 publication Critical patent/EP2649707A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/167—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings
    • H02K5/1672—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

Definitions

  • the present invention generally relates to methods for adjusting the axial clearance between a motor armature and a bearing secured to an armature shaft and for axially securing the motor armature. Throttle valves with an armature shaft, which has a bearing.
  • the motor armature which can be displaced in the axial direction is generally received by an armature shaft by a fixed bearing and a movable bearing in the housing of the electric motor and stored therein.
  • the fixed bearing must limit the allowable axial displacement of the armature shaft during operation, so that the motor armature is always in the region of the stator of the electric motor.
  • the control of the actual axial clearance of storage should be omitted after assembly. Disclosure of the invention
  • a method of adjusting the axial clearance between a motor armature and a bearing secured to an armature shaft and axially securing the motor armature comprises the following steps:
  • Positioning a motor cover is arranged in the bearing, on the armature shaft and attach the motor cover to the motor housing,
  • the method comprises the mounting step of mounting the armature shaft in a second bearing of the motor housing. Further, the method includes the assembling step of positioning the motor cover on the armature shaft and fixing the motor cover to the motor housing. Furthermore, the method comprises the mounting step of pressing the second disc onto the armature shaft to form a press fit until the second disc comes into contact with the spacer sleeve.
  • the actual axial bearing clearance of the bearing is specified by the dimensions of the spacer sleeve or the dimensional tolerances during assembly of the bearing.
  • the axial bearing clearance thus results directly from the dimensions of the two components spacer sleeve and bearing.
  • a further advantage of the present method for adjusting the axial play between the motor armature and a bearing secured to the armature shaft is that this advantageously eliminates the high test effort described above for mounting the axial bearing clearance actually set after the mounting of the armature shaft. In addition to this, there is no need for any subsequent work required to correct the position of the thrust washers or of the bearing, as a result of which the present method reduces the production costs and substantially increases the quality of the components produced.
  • the bearing is not yet mounted in the engine cover prior to assembly of the engine cover with the engine housing.
  • the present method additionally includes the assembling step of providing the bearing and mounting the bearing in the engine cover to a predetermined position.
  • the method of adjusting the axial clearance between a motor armature and a bearing secured to an armature shaft prior to pressing the first disk, it may be offset from its predetermined mounting position on the armature shaft by a predetermined amount against the direction of the motor armature.
  • the method of adjusting the axial clearance between a motor armature and a bearing secured to the armature shaft may include the step of assembling the first disk, spacer sleeve and the second disc in the axial direction of the armature shaft to the predetermined installation position of the first disc after pressing the second disc.
  • a bearing for an armature shaft is in one
  • the storage includes:
  • a spacer sleeve which is arranged on the armature shaft to form a press fit, so that the spacer sleeve is in contact with the first disk
  • a throttle valve may include the above storage, wherein the outer diameter of the spacer sleeve substantially corresponds to the inner diameter of the bearing.
  • the second disk in the final installed position of the first disk, the second disk may be in contact with both the bearing and the spacer sleeve.
  • this axial position of the armature shaft represents the maximum possible axial end position of the armature shaft or of the motor armature when an external force acts in the direction of the motor armature.
  • the length of the spacer sleeve is selected such that in the final installation position of the first disc, this disc only be in contact with the spacer sleeve.
  • the amount of axial bearing clearance of the bearing thus results from the component tolerances of the spacer sleeve and the bearing.
  • the preassembled bearing in the engine cover can be axially immovable. This ensures that the motor armature can move during operation only within the set axial bearing clearance in the axial direction.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of a portion of a motor armature and a fixed bearing for a throttle valve, which have been joined by the present method.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of a portion of a motor armature (not shown) and a fixed bearing 50 for a throttle valve 100. This is separated from its surroundings by a motor cover 70 and a motor housing 90 and a pole pot. Inside the throttle valve 100, among other things, a commutator 80 and the electric motor (not shown) for actuating the throttle valve 100 are arranged. Over the entire length of the motor housing 90 and up to a predetermined
  • Length of the motor cover 70 away extends an armature shaft 30, which is housed in the fixed bearing 50 of the motor cover 70 and on the other hand in a floating bearing (not shown) in the motor housing 90 and rotatably supported.
  • a pinion 60 is arranged, which in the installed state of the throttle valve 100 with a flap
  • the motor cover 70 has in its central region a bearing seat which has a slide bearing 50 immovable in the axial direction.
  • the sliding bearing 50 is thus a fixed bearing, which may for example consist of a sintered material.
  • the sliding bearing 50 also has a bore for receiving a spacer sleeve 40 on its interior.
  • the inner diameter of the sliding bearing 50 corresponds to the outer diameter of the spacer sleeve 40.
  • the spacer sleeve 40 has a cylindrical shape, wherein the height is greater than the thickness of the sliding bearing 50 and defines the amount of axial bearing clearance for the fixed bearing.
  • a first disc 10 Adjacent to the spacer sleeve 40 is in the direction of the inside of the motor housing 90, a first disc 10 having a predetermined thickness (in the axial direction) pressed onto the armature shaft 30.
  • the first disc 10 is in its final installation position only with the spacer sleeve 40 in contact.
  • a second disc 20 is pressed adjacent to the spacer sleeve 40, which is in the final installation position of the first disc 10 with the spacer sleeve 40 in contact.
  • the thickness of the second disc 20 is equal to the thickness of the first disc 10, but the two thicknesses may be different.

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen einem Motoranker und eines an einer Ankerwelle (30) befestigten La- gers (50) und zum axialen Sichern des Motorankers, mit folgenden Schritten: - Aufpressen einer ersten Scheibe (10) auf die Ankerwelle (30) auf deren vorge- gebene Einbauposition auf der Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes, - Aufpressen einer Distanzhülse (40) auf die Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes, so dass die Distanzhülse (40) mit der ersten Scheibe (10) in Kontakt ist, - Montieren der Ankerwelle (30) in einem zweiten Lager eines Motorgehäuses (90), - Positionieren eines Motordeckels (70), in das Lager (50) angeordnet ist, auf der Ankerwelle (30) und befestigen des Motordeckels (70) an dem Motorgehäuse (90), - Aufpressen einer zweiten Scheibe (20) auf die Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes, so dass die zweite Scheibe (30) und die Distanzhülse (40) in Kontakt sind.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen einem Motoranker und einem Lager sowie eine Lagerung einer Ankerwelle
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen einem Motoranker und eines an einer Ankerwelle befestigten Lagers und zum axialen Sichern des Motorankers., Weiterhin betrifft die Erfindung Stellgeber, wie z.B. Drosselklappen mit einer Ankerwelle, die eine Lagerung aufweist.
Stand der Technik
Beim Einsatz eines Elektromotors wird der in axialer Richtung verschiebbare Motoranker über eine Ankerwelle in der Regel von einem Festlager und einem Loslager in dem Gehäuse des Elektromotors aufgenommen und darin gelagert. Wirken nun während des Betriebs des Elektromotors externe Kräfte in axialer Richtung der Ankerwelle, so muss das Festlager die zulässige axiale Verschiebung der Ankerwelle im Betrieb begrenzen, so dass sich der Motoranker immer im Bereich des Stators des Elektromotors befindet.
Dies wird bei der Montage des Festlagers auf der Ankerwelle bislang dadurch erreicht, dass auf beiden Seiten des Festlagers auf der Ankerwelle jeweils eine Anlaufscheibe eingepresst wird. Nachteilig ist hierbei, dass das zulässige axiale Lagerspiel bei der Montage dadurch eingestellt wird, dass die äußere der beiden Scheiben in einem vorbestimmten Abstand zu dem Festlager mittels eines Presssitzes montiert wird. Die Kontrolle des tatsächlichen Abstandes zwischen dieser Scheibe und dem Festlager nach dem Montageschritt ist jedoch technisch sehr aufwändig und entsprechendes gilt für eine Korrektur der Position dieser Scheibe im Falle eines zu geringen axialen Lagerspiels.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ein- stellen des Axialspiels zwischen dem Motoranker und dem Festlager der Ankerwelle bereitzustellen, wodurch sich der Aufwand für die Montage dieser Lagerung verringert. Außerdem soll nach der Montage die Kontrolle des tatsächlichen Axialspiels der Lagerung entfallen. Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch die Lagerung und die Drosselklappe nach den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen einem Motoranker und eines an einer Ankerwelle befestigten Lagers und zum axialen Sichern des Motorankers vorgesehen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- Aufpressen einer ersten Scheibe auf die Ankerwelle unter Bildung eines Presssitzes,
- Aufpressen einer Distanzhülse auf die Ankerwelle unter Bildung eines Presssitzes, so dass die Distanzhülse mit der ersten Scheibe in Kontakt ist,
- Montieren der Ankerwelle in einem zweiten Lager eines Motorgehäuses,
- Positionieren eines Motordeckels, in das Lager angeordnet ist, auf der Ankerwelle und befestigen des Motordeckels an dem Motorgehäuse,
- Aufpressen einer zweiten Scheibe auf die Ankerwelle unter Bildung eines
Presssitzes, so dass die zweite Scheibe und die Distanzhülse in Kontakt sind.
Des Weiteren umfasst das Verfahren den Montageschritt des Montierens der Ankerwelle in einem zweiten Lager des Motorgehäuses. Des Weiteren umfasst das Verfahren den Montageschritt des Positionierens des Motordeckels auf der Ankerwelle und Befestigen des Motordeckels an dem Motorgehäuse. Des Weiteren umfasst das Verfahren den Montageschritt des Aufpressens der zweiten Scheibe auf die Ankerwelle unter Bildung eines Presssitzes, solange bis die zweite Scheibe mit der Distanzhülse in Kontakt kommt.
Bei dem Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen dem Motoranker und eines an der Ankerwelle befestigten Lagers wird während der Montage der Lagerung das tatsächliche axiale Lagerspiel der Lagerung durch die Abmaße der Distanzhülse bzw. der Maßtoleranzen vorgegeben. Das axiale Lagerspiel ergibt sich somit direkt aus den Abmessungen der beiden Bauteile Distanzhülse und Lager.
Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens zum Einstellen des Axialspiels zwischen dem Motoranker und eines an der Ankerwelle befestigten Lagers besteht darin, dass dadurch in vorteilhafter Weise nach der Montage der Lagerung der Ankerwelle der vorstehend beschriebene hohe Prüfaufwand zur Kontrolle des tatsächlich eingestellten axialen Lagerspiels entfällt. Zusätzlich dazu entfallen auch die bislang gegebenenfalls erforderlichen Nacharbeiten zur Korrektur der Position der Anlaufscheiben bzw. des Lagers, wodurch durch das vorliegende Verfahren die Herstellungskosten gesenkt und die Qualität der produzierten Bau- teile wesentlich erhöht wird.
In einer gleichwertigen Alternative des vorliegenden Verfahrens ist das Lager vor der Montage des Motordeckels mit dem Motorgehäuse noch nicht in dem Motordeckel montiert. In diesem Fall umfasst das vorliegende Verfahren zusätzlich den Montageschritt des Bereitstellens des Lagers sowie das Montieren des Lagers in dem Motordeckel an eine vorbestimmte Position.
Des Weiteren kann bei dem Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen einem Motoranker und eines an einer Ankerwelle befestigten Lagers vor dem Aufpressen der ersten Scheibe diese von deren vorgegebenen Einbauposition auf der Ankerwelle um einen vorbestimmten Betrag entgegen der Richtung zum Motoranker versetzt sein.
Des Weiteren kann das Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen ei- nem Motoranker und eines an der Ankerwelle befestigten Lagers den Montageschritt des gemeinsamen Verschiebens der ersten Scheibe, Distanzhülse und der zweiten Scheibe in axialer Richtung der Ankerwelle auf die vorgegebene Einbauposition der ersten Scheibe nach dem Aufpressen der zweiten Scheibe umfassen. Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Lagerung für eine Ankerwelle in einem
Motorgehäuse vorgesehen. Die Lagerung umfasst:
- eine erste Scheibe, die auf der Ankerwelle unter Bildung eines Presssitzes angeordnet ist,
- eine Distanzhülse, die auf der Ankerwelle unter Bildung eines Presssitzes an- geordnet ist, so dass die Distanzhülse mit der ersten Scheibe in Kontakt ist,
- ein Lager, das an dem Motorgehäuse angeordnet ist, auf der Distanzhülse; und
- eine zweite Scheibe, die auf der Ankerwelle unter Bildung eines Presssitzes angeordnet ist, so dass die zweite Scheibe und die Distanzhülse in Kontakt sind. Weiterhin kann eine Drosselklappe die obige Lagerung umfassen, wobei der äußere Durchmesser der Distanzhülse im Wesentlichen dem inneren Durchmesser des Lagers entspricht. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine einfache Montage der Distanzhülse in das Lager erreicht, wobei gleichzeitig eine verschleißarme Lagerung der Distanzhülse in dem Lager während des Betriebs realisiert wird.
Bei der vorliegenden Drosselklappe kann in der endgültigen Einbauposition der ersten Scheibe die zweite Scheibe sowohl mit dem Lager als auch mit der Distanzhülse in Kontakt sein. Dabei stellt diese axiale Position der Ankerwelle die maximal mögliche axiale Endstellung der Ankerwelle bzw. des Motorankers beim Einwirken einer externen Kraft in Richtung des Motorankers dar.
Bei der vorliegenden Drosselklappe kann die Länge der Distanzhülse derart gewählt ist, dass in der endgültigen Einbauposition der ersten Scheibe diese Scheibe lediglich mit der Distanzhülse in Kontakt sein. Der Betrag des axialen Lager- spiels der Lagerung ergibt sich somit aus den Bauteiltoleranzen der Distanzhülse und des Lagers.
Bei der vorliegenden Drosselklappe kann das vormontierte Lager in dem Motordeckel axial unbeweglich sein. Dadurch wird gewährleistet, dass der Motoranker sich während des Betriebs lediglich innerhalb des eingestellten axialen Lagerspiels in axialer Richtung bewegen kann. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Bereichs eines Motorankers und eines Festlagers für eine Drosselklappe, die mit dem vorliegenden Verfahren gefügt wurden.
Beschreibung von Ausführungsformen
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Bereichs eines Motorankers (nicht dargestellt) und eines Festlagers 50 für eine Drosselklappe 100. Diese wird von ihrer Umgebung durch einen Motordeckel 70 und ein Motorgehäuse 90 bzw. einen Poltopf abgetrennt. Im Inneren der Drosselklappe 100 sind unter anderem ein Kommutator 80 sowie der Elektromotor (nicht dargestellt) zum Betätigen der Drosselklappe 100 angeordnet. Über die gesamte Länge des Motorgehäuses 90 und bis zu einer vorbestimmten
Länge von dem Motordeckel 70 weg erstreckt sich eine Ankerwelle 30, die zum einen in dem Festlager 50 des Motordeckels 70 und zum anderen in einem Loslager (nicht dargestellt) in dem Motorgehäuse 90 aufgenommen und drehbar gelagert ist. Im Bereich des freien Längsende der Ankerwelle 30 ist ein Ritzel 60 angeordnet, die im eingebauten Zustand der Drosselklappe 100 mit einer Klappe
(nicht dargestellt) in einem Fahrzeug den Strömungsquerschnitt eines Strömungskanals je nach Stellung der Klappe 60 vergrößert oder verkleinert.
Der Motordeckel 70 weist in seinem Mittenbereich einen Lagersitz auf, der ein in axialer Richtung unbewegliches Gleitlager 50 aufweist. Das Gleitlager 50 ist somit ein Festlager, das beispielsweise aus einem Sintermaterial bestehen kann. Das Gleitlager 50 weist zudem eine Bohrung zur Aufnahme einer Distanzhülse 40 seinem Inneren auf. Der innere Durchmesser des Gleitlagers 50 entspricht dabei dem äußeren Durchmesser der Distanzhülse 40. Die Distanzhülse 40 weist eine zylindrische Gestalt auf, wobei deren Höhe größer als die Dicke des Gleitlagers 50 ist und den Betrag des axialen Lagerspiels für das Festlager vorgibt. Benachbart zur Distanzhülse 40 ist in Richtung der Innenseite des Motorgehäuses 90 eine erste Scheibe 10 mit einer vorbestimmten Dicke (in axialer Richtung) auf die Ankerwelle 30 aufgepresst. Die erste Scheibe 10 ist in ihrer endgültigen Einbauposition lediglich mit der Distanzhülse 40 in Kontakt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Gleitlagers 50 ist angrenzend an die Distanzhülse 40 eine zweite Scheibe 20 aufgepresst, die in der endgültigen Einbauposition der ersten Scheibe 10 mit der Distanzhülse 40 in Kontakt ist. Die Dicke der zweiten Scheibe 20 ist gleich der Dicke der ersten Scheibe 10, wobei die beiden Dicken jedoch auch voneinander verschieden sein können.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Einstellen des Axialspiels zwischen einem Motoranker und eines an einer Ankerwelle (30) befestigten Lagers (50) und zum axialen Sichern des Motorankers, mit folgenden Schritten:
- Aufpressen einer ersten Scheibe (10) auf die Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes,
- Aufpressen einer Distanzhülse (40) auf die Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes, so dass die Distanzhülse (40) mit der ersten Scheibe (10) in Kontakt ist,
- Montieren der Ankerwelle (30) in einem zweiten Lager eines Motorgehäuses (90),
- Positionieren eines Motordeckels (70), in das Lager (50) angeordnet ist, auf der Ankerwelle (30) und befestigen des Motordeckels (70) an dem Motorgehäuse (90),
- Aufpressen einer zweiten Scheibe (20) auf die Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes, so dass die zweite Scheibe (30) und die Distanzhülse (40) in Kontakt sind.
Verfahren nach Anspruch 1 , wobei vor dem Aufpressen der ersten Scheibe (10) diese von deren vorgegebenen Einbauposition auf der Ankerwelle (30) um einen vorbestimmten Betrag entgegen der Richtung zum Motoranker versetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit dem weiteren Schritt des gemeinsamen Verschiebens der ersten Scheibe (10), Distanzhülse (40) und der zweiten Scheibe (20) in axialer Richtung der Ankerwelle (30) auf die vorgegebene Einbauposition der ersten Scheibe (10) nach dem Aufpressen der zweiten Scheibe (20).
4. Lagerung für eine Ankerwelle (30) in einem Motorgehäuse (90), umfassend:
- eine erste Scheibe (10), die auf der Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes angeordnet ist,
- eine Distanzhülse (40), die auf der Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes angeordnet ist, so dass die Distanzhülse (40) mit der ersten Scheibe (10) in Kontakt ist,
- ein Lager (50), das an dem Motorgehäuse (90) angeordnet ist, auf der Distanzhülse (40);
- eine zweite Scheibe (20), die auf der Ankerwelle (30) unter Bildung eines Presssitzes angeordnet ist, so dass die zweite Scheibe (30) und die Distanzhülse (40) in Kontakt sind.
5. Drosselklappe mit einer Lagerung nach Anspruch 4, wobei der äußere
Durchmesser der Distanzhülse (40) im Wesentlichen dem inneren Durchmesser des Lagers (50) entspricht.
6. Drosselklappe nach Anspruch 4 oder 5, wobei die zweite Scheibe (20) sowohl mit dem Lager (50) als auch mit der Distanzhülse (40) in Kontakt ist.
7. Drosselklappe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Länge der Distanzhülse (40) derart gewählt ist, dass die erste Scheibe (10) lediglich mit der Distanzhülse (40) in Kontakt ist.
8. Drosselklappe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das Lager (50) in dem Motordeckel (70) axial unbeweglich ist.
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