WO1998059404A1 - Elektromotor mit einem kollektor - Google Patents

Elektromotor mit einem kollektor Download PDF

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    • F16C2380/27—Motor coupled with a gear, e.g. worm gears

Definitions

  • the invention relates to an electric motor according to the preamble of the main claim.
  • the plain bearings adjacent to the collectors consist of partial lengths of armature shafts and are comprised of plain bearing bushes, which are usually sintered from metal and are soaked with oily lubricant. Pores in the sintered plain bearing bushes serve to store the oily lubricant. It is desirable that the lubricant form a lubricating film on the shaft along the entire load-bearing length of a plain bearing bush, for which purpose lubricants with sufficient creeping capacity are selected. As a result of this favorable for lubrication
  • the oil absorbing material can be on an annular body that rotates with the armature shaft.
  • the annular body is an annular disk made of paper.
  • the electric motor according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that a creep of lubricant from the slide bearing to the collector is counteracted.
  • the characterizing features of claim 4 give the advantage that the electric motor according to the invention can be produced efficiently. Because the rotationally symmetrical component can be equipped with the coating before joining with the anchor or the shaft, which is usually carried out by a specialized supplier.
  • the component can be punched out inexpensively from plate-like material and takes up little installation space in the axial direction of the electric motor.
  • the component does not scratch the surface of the component when it is moved along a shaft section used for storage, thereby avoiding the risk of bearing damage.
  • FIG. 1 shows the electric motor according to the invention in longitudinal section in a simplified basic illustration
  • FIG. 2 shows a detail from FIG. 1 essential to the invention in an enlarged view.
  • the electric motor 2 has, for example, a first pot-like housing part 3 and a second pot-like housing part 4, permanent magnets 5, 6 accommodated in the pot-like housing part 3, an armature rotatable between the permanent magnets 5 and 6 and a collector 8 assigned to the armature 7, a shaft 9, a plain bearing 10 adjacent to the collector 8 and a further plain bearing 11 adjacent to the armature 7 at a distance therefrom.
  • the plain bearing 10 consists, for example, of a plain bearing bush 12 and a shaft section 13 mounted in the plain bearing bush 12, which in the exemplary embodiment forms a journal-like end of the shaft, generally designated 9.
  • the plain bearing bush 12 is, for example, sintered according to the prior art, for example made of metal or a mixture of metals and impregnated with an oily lubricant.
  • the plain bearing bush 12 is held by a bearing plate 14, which is molded onto the housing part 4, for example.
  • another bearing plate 15 is integrally formed on the housing part 3 in a similar manner and also receives a sintered plain bearing bush 16.
  • Another shaft section 17 rotatably extends within the sintered slide bearing bush 16, whereby the shaft section 17 and the sintered slide bearing bush 16 form the slide bearing 11.
  • the armature 7 and its collector 8 are arranged in a rotationally fixed manner on the shaft 9 between the slide bearings 10 and 11.
  • the shaft 9 can be equipped with a worm 18 of a worm gear, not shown.
  • the invention is not restricted to the arrangement of such a screw 18.
  • the screw 18 forms the component by means of which the drive power of the electric motor 2 can be mechanically forwarded.
  • Associated with the collector 8 in the example are two brushes 19, 20 which, according to the prior art, are either pressed partially from coal or predominantly from metal powder or alloys.
  • the mechanical guidance of the brushes 19 and 20 and their electrical contacting are carried out by means of brush holders 21 and 22.
  • brush holders 21 and 22 In addition, reference is made to this. that occasionally three or more brushes can be assigned to the collector 8.
  • a component 25 is arranged on the shaft 9 between the collector 8 and the slide bearing bush 12, which preferably has a fluorine-containing coating 26 directed against the slide bearing bush 12.
  • a fluorine-containing coating 26 directed against the slide bearing bush 12.
  • This coating 26 has a lower surface tension than the material of the shaft 9 and, if necessary, the component 25, so that oily lubricant with which the plain bearing bush 12 is impregnated cannot be distributed. At least distribution is hindered.
  • the component 25 is rotationally symmetrical. As shown in FIG.
  • the component 25 is designed in the manner of an annular disk and accordingly has a hole 27, the diameter of which is selected such that the component 25 is secured in position on the shaft section 13 by means of an interference fit.
  • the component 25 can be punched out of a plate-shaped material.
  • the manufacturer of the component 25 is free to provide the plate-like material with the coating 26 before or after punching out. If, as already mentioned in the introduction to the description, the component 25 is punched out of a plastic, damage to a smooth surface of the shaft section 13 is avoided during the assembly of the component 25.
  • the component 25 is preferably at a distance from the
  • the construction of the component 25 as the ring disk shown is not mandatory. Rather, the component 25 can also have a different rotationally symmetrical shape and, for example, as an injection molded part or be designed as an automatic turned part.
  • the coating 26 on the component 25 reduces the surface tension, so that creeping of the oily lubricant is at least greatly slowed down or even prevented. This has the result desired according to the invention that oily lubricant escaping from the sintered bearing bush 12 for wetting the shaft section 13 along the

Abstract

Elektromotoren weisen beispielsweise einen Anker, einen Kollektor und eine Welle auf zum Lagern des Ankers und des Kollektors. Beiderseits der Kombination aus Anker und Kollektor weist die Welle Wellenabschnitte auf, die Bestandteile sind von Gleitlagern, zu denen gesinterte Gleitlagerbuchsen gehören, die mit öligem Schmierstoff getränkt sind. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Kollektor (8) und dem diesem benachbarten Gleitlager (10) mit der Welle (9) ein rotationssymmetrisches Bauelement (25) vereinigt, das beispielsweise in Form einer Ringscheibe ausgebildet und zur gesinterten Gleitlagerbuchse (12) hin eine Beschichtung (26) mit einer gegenüber dem Werkstoff der Welle (9) geringeren Oberflächenspannung aufweist. Ausgehend von der gesinterten Gleitlagerbuchse (12) entlang dem Wellenabschnitt (13) kriechender öliger Schmierstoff wird von dieser Beschichtung (26), die beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen besteht, am Weiterkriechen gehindert und dadurch vom Kollektor (8) ferngehalten. Dies vermeidet Betriebsstörung des Elektromotors (2).

Description

Elektromotor mit einem Kollektor
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Elektromotor nach der Gattung des Hauptanspruches .
Elektromotoren mit Kollektoren und mit geschmierten Gleitlagern, die den Kollektoren benachbart sind, sind notorisch vorbekannt, so daß nur beispielsweise hingewiesen wird auf die Druckschriften US 4,227,104, EP 0 563 583 AI und GB 2 016 213 A. Die den Kollektoren benachbarten Gleitlager bestehen aus Teillängen von Ankerwellen und sind umfaßt von Gleitlagerbuchsen, die üblicherweise aus Metall gesintert sind und mit öligem Schmiermittel getränkt werden. Poren in den gesinterten Gleitlagerbuchsen dienen hierbei zum Speichern des öligen Schmierstoffes. Erwünscht ist, daß der Schmierstoff entlang der gesamten tragenden Länge einer Gleitlagerbuchse einen Schmierfilm zur Welle ausbildet, wofür man Schmiermittel mit ausreichendem Kriechvermögen auswählt. Infolge dieses zur Schmierung günstigen
Kriechvermögens ist jedoch nicht ausschließbar, daß solcher Schmierstoff entlang der Welle die Entfernung zum Kollektor und insbesondere dessen Kollektorlamellen überbrückt, so daß Störungen am Kollektor und den zugeordneten Kohlebürsten oder Metallbürsten nicht ausschließbar sind. Solche Störungen schränken die Betriebstüchtigkeit des Elektromotors ein oder beenden dessen Lebensdauer vorzeitig.
Durch die Druckschrift EP 0 305 037 AI ist es bekannt, in einem solchen Elektromotor zwischen dem Gleitlager und dem Kollektor eine Schicht aus Öl aufsaugendem Material anzuordnen. Beispielsweise kann sich das Öl aufsaugende Material auf einem ringförmigen Körper, der sich mit der Ankerwelle dreht, befinden. Beispielsweise ist der ringförmige Körper eine Ringscheibe aus Papier. Von der
Gleitlagerbuchse entlang der Ankerwelle kriechender öliger Schmierstoff wird von der Ringscheibe aus Papier und deren Schicht aus absorbierendem Material aufgesaugt mit dem Nachteil, daß der aufgesaugte ölige Schmierstoff nicht mehr zum Schmieren der Ankerwelle zur Verfügung steht. Es ist nicht ausschließbar, das öliger Schmierstoff durch oder entlang der Ringscheibe in Richtung zum Kollektor kriecht.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Elektromotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß einem Kriechen von Schmierstoff vom Gleitlager zum Kollektor entgegengewirkt wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Elektromotors möglich.
Die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 2 und 3 geben einen Vorschlag zur Werkstoffauswahl an.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 ergeben den Vorteil, daß der erfindungsgemäße Elektromotor rationell herstellbar ist. Denn das rotationssymmetrische Bauelement ist vor dem Vereinigen mit dem Anker bzw. der Welle mit der Beschichtung ausrüstbar, was in der Regel von einem dafür spezialisierten Zulieferer durchgeführt wird.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 5 ergeben den
Vorteil, daß das Bauelement preisgünstig aus plattenartigem Werkstoff ausstanzbar ist und wenig Bauraum in axialer Richtung des Elektromotors beansprucht.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6 ergeben den
Vorteil, daß das Bauelement beim Verschieben entlang einem der Lagerung dienenden Wellenabschnitt dessen Oberfläche nicht zerkratzt, wodurch die Gefahr eines Lagerschadens vermieden ist.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 den erfindungsgemäßen Elektromotor im Längsschnitt in vereinfachter Prinzipdarstellung und Figur 2 einen erfindungswesentlichen Ausschnitt aus der Figur 1 in der Vergrößerung .
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Der erfindungsgemäße Elektromotor 2 hat beispielsweise ein erstes topfartiges Gehäuseteil 3 und ein zweites topfartiges Gehäuseteil 4, im topfartigen Gehäuseteil 3 untergebrachte Permanentmagnete 5, 6, einen zwischen den Permanentmagneten 5 und 6 drehbaren Anker sowie einen dem Anker 7 zugeordneten Kollektor 8, eine Welle 9, ein dem Kollektor 8 benachbartes Gleitlager 10 und in einem Abstand davon ein dem Anker 7 benachbartes weiteres Gleitlager 11. Das Gleitlager 10 besteht beispielsweise aus einer Gleitlagerbuchse 12 und einem in der Gleitlagerbuchse 12 gelagerten Wellenabschnitt 13, der hier im Ausführungsbeispiel ein zapfenartiges Ende der pauschal mit 9 bezeichneten Welle bildet. Die Gleitlagerbuchse 12 ist beispielsweise gemäß dem Stand der Technik gesintert beispielsweise aus Metall oder einem Gemisch aus Metallen und mit einem öligen Schmiermittel getränkt. Die Gleitlagerbuchse 12 wird gehalten von einem Lagerschild 14, das beispielsweise an das Gehäuseteil 4 angeformt ist. Beispielsweise in gleichartiger Weise ist ein weiteres Lagerschild 15 an das Gehäuseteil 3 angeformt und nimmt ebenfalls eine gesinterte Gleitlagerbuchse 16 auf. Ein weiterer Wellenabschnitt 17 erstreckt sich drehbar innerhalb der gesinterten Gleitlagerbuchse 16, wodurch der Wellenabschnitt 17 und die gesinterte Gleitlagerbuchse 16 das Gleitlager 11 bilden.
Im vorliegenden Beispiel sind der Anker 7 und sein Kollektor 8 verdrehfest auf der Welle 9 zwischen den Gleitlagern 10 und 11 angeordnet. Außerhalb des Gehäuseteils 3 und dabei benachbart zu dem Gleitlager 11 kann die Welle 9 mit einer Schnecke 18 eines nicht dargestellten Schneckengetriebes ausgestattet sein. Die Erfindung ist aber nicht auf die Anordnung einer solchen Schnecke 18 eingeschränkt. Im Beispiel bildet die Schnecke 18 dasjenige Bauelement, mittels dem Antriebsleistung des Elektromotors 2 mechanisch weiterleitbar ist.
Dem Kollektor 8 zugeordnet sind im Beispiel zwei Bürsten 19, 20, die gemäß dem Stand der Technik entweder teilweise aus Kohle oder überwiegend aus Metallpulver oder Legierungen gepreßt sind. Die mechanische Führung der Bürsten 19 und 20 sowie ihre elektrische Kontaktierung erfolgt mittels Bürstenhaltern 21 und 22. Ergänzend wird darauf hingewiesen. daß fallweise auch drei oder mehr Bürsten dem Kollektor 8 zuordenbar sind.
In erfindungsgemäßer Weise ist auf der Welle 9 zwischen dem Kollektor 8 und der Gleitlagerbuchse 12 ein Bauelement 25 angeordnet, das vorzugsweise gegen die Gleitlagerbuchse 12 gerichtet eine fluorhaltige Beschichtung 26 aufweist. Eine solche Beschichtung ist unter dem Begriff Epilam bekannt. Diese Beschichtung 26 weist gegenüber dem Werkstoff der Welle 9 und bei Bedarf gegenüber dem Bauelement 25 eine geringere Oberflächenspannung auf, so daß sich öliger Schmierstoff, mit dem die Gleitlagerbuchse 12 getränkt ist, nicht zu verteilen vermag. Zumindest wird eine Verteilung behindert. Im Ausführungsbeispiel ist das Bauelement 25 rotationssymmetrisch ausgebildet. Wie in der Figur 2 in teilweise aufgeschnittenem Zustand dargestellt, ist das Bauelement 25 nach Art einer Ringscheibe ausgebildet und weist demgemäß ein Loch 27 auf, dessen Durchmesser so gewählt ist, daß das Bauelement 25 per Preßpassung auf dem Wellenabschnitt 13 lagegesichert ist. Wie bereits angedeutet, kann das Bauelement 25 aus einem plattenförmigen Werkstoff ausgestanzt werden. Dabei steht es dem Hersteller des Bauelementes 25 frei, den plattenartigen Werkstoff vor oder nach dem Ausstanzen mit der Beschichtung 26 zu versehen. Wenn, wie bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnt, das Bauelement 25 aus einem Kunststoff gestanzt wird, so ist eine Verletzung einer glatten Oberfläche des Wellenabschnitts 13 bei der Montage des Bauelements 25 vermieden. Wie in der Figur 2 dargestellt, hat das Bauelement 25 vorzugsweise einen Abstand zur
Gleitlagerbuchse 12. Die Ausbildung des Bauelementes 25 als die dargestellte Ringscheibe ist aber nicht zwingend. Vielmehr kann das Bauelement 25 auch eine andere rotationssymmetrische Form aufweisen und beispielsweise als ein Spritzgußteil oder als ein Automatendrehteil ausgebildet sein.
Wie bereits angedeutet, setzt die auf dem Bauelement 25 befindliche Beschichtung 26 die Oberflächenspannung herab, so daß ein Kriechen des öligen Schmierstoffes wenigstens stark verlangsamt oder gar verhindert wird. Dies hat die erfindungsgemäß gewollte Folge, daß aus der gesinterten Lagerbuchse 12 zum Benetzen des Wellenabschnitts 13 austretendes öliges Schmiermittel entlang dem
Wellenabschnitt 13 zwar zu dem Bauelement 25 gelangt, aber von der auf dem Bauelement 25 befindlichen Beschichtung 26 am Weiterkriechen gehindert wird. Erkennbar ist, daß öliger Schmierstoff, der am Kriechen zum Kollektor 8 und an der Verteilung auf dem Kollektor 8 gehindert ist, auf dem Kollektor 8 keine Störung verursacht und weiterhin der Schmierung dient. Die erfindungsgemäße Maßnahme verlängert also die Betriebstüchtigkeit des Elektromotors 2.

Claims

Patentansprüche
1. Elektromotor mit einem Anker, mit einem dem Anker zugeordneten Kollektor, mit einer den Anker und den Kollektor tragenden Welle, mit einer beim Kollektor angeordneten geschmierten Gleitlagerbuchse, in die sich die Welle erstreckt, und mit einer zwischen der Gleitlagerbuchse und dem Kollektor befindlichen drehbaren Bauelementoberfläche, die eine Beschichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (26) aus einem
Werkstoff mit einer wenigstens gegenüber dem Werkstoff der Welle (25) geringeren Oberflächenspannung besteht.
2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Beschichtung (26) bildende Werkstoff Fluor enthält.
3. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (26) Polytetrafluorethylen enthält.
4. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (25) rotationssymmetrisch ausgebildet und auf einen der Lagerung dienenden Wellenabschnitt (13) montiert ist.
5. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (25) nach Art einer ebenen Ringscheibe ausgebildet und per Preßsitz fixiert ist.
6. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (25) aus Kunststoff besteht .
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