WO2002035681A2 - Anker - Google Patents

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WO2002035681A2
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Hans-Juergen Oberle
Mario Huesges
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02K13/006—Structural associations of commutators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D1/108—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling
    • F16D1/112—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling the interengaging parts comprising torque-transmitting surfaces, e.g. bayonet joints
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    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
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    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
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    • H02K5/161—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

Definitions

  • the holding element forms a positive connection with the magnetic field transmitter.
  • FIG. 1 shows an anchor 1 according to the invention
  • Armature 1 is used, for example, for an electrical machine or a drive device.
  • Figure 2 shows a holding element 23 which is designed as a cone bushing, i.e. there is a cone 24 on one side.
  • the contact area with a component 20, i.e. the end face of the holding element 23 facing away from the cone 24 is formed, for example, by two rings lying one above the other.
  • the holding element 23 has at least one contour of elevations and depressions, e.g. a toothing 25, which with the corresponding elevations and depressions, e.g. in the form of a toothing, having component 20, on which it should rest on the rotor shaft 3, forms a positive connection.

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Abstract

Bei einem Anker nach dem Stand der Technik werden Bauteile auf einer Rotorwelle nicht ausreichend gesichert. Bei einem erfindungsgemässen Anker (1) bilden Bauteile (7, 20) zumindest teilweise untereinander einen Formschluss miteinander und werden durch mit der Rotorwelle (3) fest verbundene Bauteile (13, 23) drehfest gehalten.

Description

Anker
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Anker nach der Gattung des Anspruchs 1.
Aus der ÜS-PS 5,565,721 ist ein Anker mit einer Rotorwelle bekannt, auf der ein Magnetfeldgeber angeordnet ist. Der Magnetfeldgeber soll durch ein Halteelement, das drehfest, also radial und axial gesichert, auf der Rotorwelle befestigt ist, mit zumindest einem Klipsvorsprung, der den Magnetfeldgeber umgreift, gehalten werden. Durch diese Art der Halterung kann es passieren, dass der Magnetfeldgeber nicht drehfest gehalten ist und nicht dieselbe Drehung wie das Halteelement mitmacht, weil aufgrund von Toleranzen oder Dehnungen der Klipsvorsprünge die Kraft auf den Magnetfeldgeber nicht mehr gross genug ist.
Aus der DE 197 100 15 AI ist ein Anker mit einer Rotorwelle bekannt, auf dem ein Halteelement drehfest angeordnet ist, wobei das Halteelement einen Magnetfeldgeber umfasst. Auch hier ist der Magnetfeldgeber nicht drehfest gehalten.
Aus der DE 198 15 702 AI ist ein Anker mit einem Magnetfeldgeber bekannt, der auf der Rotorwelle drehfest gesichert ist. Dabei wirken Kräfte auf den Magnetfeldgeber, die den Magnetfeldgeber, beispielsweise als Permanentmagnet ausgebildet, mechanisch stark belasten.
Aus der DE 198 46 501 AI ist ein Anker mit einer Rotorwelle bekannt, auf der ein Halteelement angeordnet ist. Auf dem Halteelement ist ein Ringmagnet angeordnet, der durch Rippen, die eine leichte Pressung auf den Ringmagnet ausüben, auf dem Halteelement gesichert ist. Es besteht keine Verbindung zwischen Halteelement und Kommutator.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemässe Anker mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise Bauteile auf einer Rotorwelle eines Ankers drehfest angeordnet werden.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 genannten Ankers möglich.
Wenn ein Blechpaket als ein Bauteil drehfest auf einer Rotorwelle befestigt ist, kann der Kommutator auf vorteilhafte Weise durch ein Halteelement, das mit dem Kommutator einen Formschluss bildet, und auf der Rotorwelle drehfest befestigt ist, ebenfalls drehfest angeordnet sein. Dadurch muss der Kommutator nicht mehr direkt auf der Rotorwelle drehfest befestigt sein.
Wenn als weiteres Bauteil ein Magnetfeldgeber zwischen Kommutator und Halteelement auf der Rotorwelle angeordnet ist, kann der Magnetfeldgeber und/oder der Kommutator durch das Halteelement auf der Rotorwelle axial und radial gesichert werden. Der Magnetfeldgeber und/oder der Kommutator muss nicht durch eine Presspassung auf der Rotorwelle befestigt werden.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Halteelement mit dem Magnetfeldgeber einen Formschluss bildet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines Formflusses ist durch eine Verzahnung gegeben.
Für eine Montage eines Bürstenhalters ist es vorteilhaft, wenn das Halteelement eine Kegelbuchse bildet, weil dadurch die Montage sehr vereinfacht ist.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 einen erfindungsgemassen Anker mit Kommutator und Halteelement,
Figur 2 ein Halteelement,
Figur 3 einen erfindungsgemassen Anker mit Kommutator,
Magnetfeldgeber und Halteelement,
Figur 4 ein Halteelement und einen Magnetfeldgeber, die durch eine Verzahnung einen Formschluss bilden,
Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemassen Ankers im Querschnitt. Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemassen Anker 1. Ein solcher
Anker 1 wird beispielsweise für eine elektrische Maschine oder eine Antriebsvorrichtung benutzt.
Der Anker 1 umfasst mehrere Bauteile 20, u.a. eine
Rotorwelle 3, auf der bspw. ein Kommutator 7 angeordnet ist.
Auf dem Kommutator 7 laufen nicht dargestellte Bürsten, die
•einen elektrischen Strom in die Wicklung 11, die auf einem Blechpaket 13 aufgewickelt ist, leiten. Der Kommutator 7 ist auf einer Seite des Blechpakets 13 angeordnet.
Auf der anderen Seite des Blechpakets 13 ist weiterhin bspw. ein Lager 15 und bspw. eine Schnecke 17 für ein Getriebe der
Antriebsvorrichtung vorhanden. Das Blechpaket 13 ist mit der Rotorwelle 3 fest verbunden.
Dies kann beispielsweise durch eine Presspassung erfolgen.
Der Kommutator 7 kann ebenfalls mit der Rotorwelle 3 fest verbunden sein, d.h. er ist dann drehfest auf der Rotorwelle
3 befestigt. Auf der dem Blechpaket 13 abgewandten Seite des Kommutators
7 ist als ein weiteres Bauteil 20 bspw. ein Halteelement 23 angeordnet. Das Halteelement 23 bildet mit dem Kommutator 7 an den Kontaktflächen bspw. einen Formschluss. Das Halteelement 23 ist auf der Rotorwelle 3 drehfest befestigt und sichert so den Kommutator 7 an dieser Seite axial.
Der Kommutator 7 kann an seinen beiden Stirnseiten mit dem Blechpaket 13 und dem Halteelement 23 einen Formschluss bilden. In diesem Fall braucht der Kommutator 7 nicht fest auf der Rotorwelle 3 angeordnet zu sein.
Wenn der Kommutator 7 an dem Blechpaket 13 und dem Halteelement 23 anliegt und bspw. mit dem Blechpaket 13 einen Formschluss bildet, braucht das Halteelement 23 keinen Formschluss mit dem Kommutator 7 bilden und umgekehrt, um den Kommutator 7 axial und radial zu sichern.
Wenn das Halteelement 23 als Kegelbuchse ausgebildet ist, werden bei der Montage eines Bürstenhalters die Bürsten in ihre Köcher zurückgedrückt und die Bürsten können auf einfache Art und Weise auf den Kommutator 7 aufgeschoben werden.
Figur 2 zeigt ein Halteelement 23, das als Kegelbuchse ausgebildet ist, d.h. an einer Seite ist ein Konus 24 vorhanden. Die Kontaktfläche mit einem Bauteil 20, d.h. die dem Konus 24 abgewandte Stirnfläche des Halteelements 23 wird bspw. durch zwei übereinanderliegende Ringe gebildet. Das Halteelement 23 weist an dieser Kontaktfläche zumindest eine Kontur aus Erhebungen und Vertiefungen, z.B. eine Verzahnung 25, auf, die mit dem entsprechende Erhebungen und Vertiefungen, z.B. in Form einer Verzahnung, aufweisenden Bauteil 20, an dem es auf der Rotorwelle 3 anliegen soll, einen Formschluss bildet.
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemassen Ankers 1.
In diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen Kommutator 7 und Halteelement 23 bspw. ein Magnetfeldgeber 28 angeordnet, der zur Erfassung einer Drehfrequenz und ähnlichem des Ankers dient. Der Magnetfeldgeber 28 bildet mit dem Kommutator 7 und bspw. mit dem Halteelement 23 oder umgekehrt an den jeweiligen Berührungsflächen einen Formschluss, der beispielsweise durch die Verzahnung 25 an zumindest einer der einander zugewandten Stirnflächen von Kommutator 7, Magnetfeldgeber 28 und Halteelement 23 gebildet ist. Der Magnetfeldgeber 28 kann beispielsweise als Ringmagnet ausgebildet sein, der beispielsweise als Plastoferrit hergestellt worden ist.
Wenn der Kommutator 7 und das Halteelement 23 fest mit der Rotorwelle 3 verbunden sind, braucht der Magnetfeldgeber 28 nicht mit der Rotorwelle 3 fest verbunden zu sein, d.h. er kann mit einer Spielpassung auf der Rotorwelle 3 sitzen, weil er durch den Formschluss mit dem Kommutator 7 und/oder dem Halteelement 23 drehfest auf der Rotorwelle angeordnet ist.
Wenn der Kommutator 7 mit dem Blechpaket 13 einen Formschluss bildet, brauchen sowohl Kommutator 7 als auch der Magnetfeldgeber 28 nicht fest mit der Rotorwelle 3 verbunden sein und sind trotzdem unter der weiteren Mitwirkung des Halteelements 23 axial und radial gesichert.
Figur 4 zeigt ein Halteelement 23 und einen Magnetfeldgeber 28, als Ringmagnet ausgebildet. Die Berührungsflächen von Magnetfeldgeber 28 und Halteelement 23 bilden durch die Verzahnung 25 einen Formschluss.
Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemassen Ankers 1 gemäss Beschreibung zu Figur 1 im axialen Querschnitt. In diesem Ausführungsbeispiel muss der Kommutator 7 nicht fest mit der Rotorwelle 3 verbunden sein, weil das Blechpaket 13 und das Halteelement 23 an dem Kommutator 7 anliegen, wobei der Kommutator 7 mit dem Halteelement 23 und/oder dem Blechpaket 13 durch einen
Formschluss, z.B. in Form einer Verzahnung 25, gehalten ist.

Claims

Ansprüche
1. Anker für .eine elektrische Maschine, zumindest umfassend eine Rotorwelle, und zumindest zwei Bauteile, die auf der Rotorwelle angeordnet sind und von denen zumindest zwei auf der Rotorwelle befestigt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Bauteil (20) mit zumindest einem anderen Bauteil (20) einen Formschluss bildet.
2. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Bauteil (20) ein Kommutator (7) ist.
3. Anker nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Bauteil (20) ein Blechpaket (13) ist.
4. Anker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Bauteil (20) ein Lager (15) ist.
5. Anker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Bauteil (20) ein Halteelement (23) ist.
6. Anker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Bauteil (20) ein Magnetfeldgeber (28) is
7. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das auf der Rotorwelle (3) befestigte Bauteil (20) durch Presspassung auf der Rotorwelle (3) befestigt ist.
8. Anker nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Rotorwelle (3) als Bauteil (20) zuerst ein Blechpaket (13) , dann ein Kommutator (7) und dann ein Halteelement (23) angeordnet ist, und dass das Blechpaket (13) und das Halteelement (23) auf der Rotorwelle (3) befestigt sind.
9. Anker nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Rotorwelle (3) als Bauteil (20) zuerst ein Blechpaket (13) , dann ein Kommutator (7) und dann ein Halteelement (23) angeordnet ist, und dass das Blechpaket (13) , der Kommutator (7) und das Halteelement (23) auf der Rotorwelle (3) befestigt sind.
'
10. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Rotorwelle (3) als Bauteil (20) zuerst ein Blechpaket (13), dann ein Kommutator (7), dann ein
Magnetfeldgeber (28) und dann ein Halteelement (23) angeordnet ist, und dass das Blechpaket (13) und das Halteelement (23) auf der
Rotorwelle (3) befestigt sind.
11. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Rotorwelle (3) als Bauteil (20) zuerst ein Blechpaket (13), dann ein Kommutator (7), dann ein Magnetfeldgeber (28) und dann ein Halteelement (23) angeordnet ist, und dass das Blechpaket (13) , der Kommutator (7) und das Halteelement (23) auf der Rotorwelle (3) befestigt sind.
12. Anker nach einem oder mehreren der Ansprüche 5, 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
das Halteelement (23) eine Kegelbuchse bildet.
13. Anker nach einem oder zwei der Ansprüche 6, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass
der Magnetfeldgeber (28) als Ringmagnet ausgebildet ist.
14. Anker nach einem oder mehreren der Ansprüche 6, 10, 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass
der Magnetfeldgeber (28) als Plastoferrit ausgebildet ist.
15. Anker nach einem oder mehreren der Ansprüche 2, 5, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kommutator (7) und ein Halteelement (23) einen Formschluss bilden.
16. Anker nach einem oder mehreren der Ansprüche 2, 3, 8,9 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kommutator (7) und ein Blechpaket (13) einen Formschluss bilden.
17. Anker nach einem oder zwei der Ansprüche 10, 11 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass
das Halteelement (23) und der Magnetfeldgeber (28) einen Formschluss bilden.
18. Anker nach einem oder mehreren der Ansprüche 10, 11, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass
der Magnetfeldgeber (28) und der Kommutator (7) einen
Formschluss bilden.
19. Anker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 oder 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass
der Formschluss durch eine Verzahnung (25) gebildet ist.
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