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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor.
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Bei
einem Elektromotor, in dem ein Läufer außerhalb
eines Ständers
zum Umlauf um den Ständer
angebracht ist, weist der Läufer
im typischen Fall eine im Allgemeinen zylinderförmige Läuferwandung und eine Vielzahl
von Dauermagneten oder von anderen Elementen zur Erzeugung eines
Magnetfelds auf, die auf einer Innenseite der Läuferwandung angebracht sind.
Der Zylinder der Läuferwandung
wird dabei an einem Ende mit einer oberen Läuferabdeckung verschlossen,
die eine Fassung für
eine zentrale Läuferwelle
bildet, wobei die Motorwelle zum Umlauf innerhalb des Ständers um
dessen Längsachse
angebracht ist.
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Bekanntlich
wird der Läuferabschluss
mit Hilfe einer Buchse gebildet, die aus dem Läuferabschluss gebildet ist,
wobei die Welle mit der Buchse unter Presspassung in Eingriff steht.
Um eine derartige Verbindung herzustellen, muss jedoch der Läuferabschluss
ausreichend stark sein, damit zur Bildung einer solchen Buchse ausreichend
Werkstoff vorhanden ist. Da der Läuferabschluss und die Läuferwandung
im typischen Fall aus einem einzigen Metallblech gebildet sind,
muss das Blech so dick sein, dass genügend Material zur Bildung der
Buchse auf dem Läuferabschluss
vorhanden ist. Ein derartiges dickes Metallblech trägt ganz
erheblich zum Gewicht des Läufers
bei und ist im Vergleich zu der Mindestdicke, die für die Läuferwandung
erforderlich ist, übermäßig dick,
um so für
die Abstützung
für die
Magneten zu sorgen.
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Es
ist außerdem
bekannt, die Welle an dem Läuferabschluss
anzuschweißen,
doch ist dies zeitraubend und ungünstig.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung sehen wir nun einen Elektromotor mit
einem Läufer vor,
der auf einer Motorwelle zum Umlauf um einen Ständer montiert ist, wobei der
Läufer
eine im Allgemeinen zylinderförmige
Wandung und einen oberen Läuferabschluss
aufweist, welcher im Allgemeinen den Zylinder der Läuferwandung
abschließt,
wobei der Läufer
mittels einer Verbindungsvorrichtung mit der Motorwelle verbunden
ist, wobei die Verbindungsvorrichtung im Inneren einer Öffnung in
dem oberen Läuferabschluss
aufge nommen ist und eine Öffnung
zur Aufnahme der Motorwelle mit Presspassung aufweist, welche die
Drehung der Welle bezüglich
der Verbindungsvorrichtung verhindert, wobei die Verbindungsvorrichtung
eine erste sich radial nach außen
erstreckende Ausbildung an einer ersten Seite des oberen Läuferabschlusses
und eine zweite sich radial nach außen erstreckende Ausbildung
an einer zweiten Seite des oberen Läuferabschlusses aufweist, so
dass der obere Läuferabschluss
zwischen der ersten und zweiten sich radial nach außen erstreckenden
Ausbildung aufgenommen ist, und wobei zwischen der ersten sich radial
nach außen
erstreckenden Ausbildung und der ersten Seite des oberen Läuferabschlusses
ein Abstandhalter vorgesehen ist, wobei der Abstandhalter Zähnungen
aufweist, die sich in die erste Seite des oberen Läuferabschlusses und
in die erste sich radial nach außen erstreckende Ausbildung
eindrücken,
um eine Drehbewegung der Verbindungsvorrichtung bezüglich des
Rotors zu verhindern.
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Somit
wird dank der Erfindung ein Läuferabschluss
mit einer Motorwelle verbunden, ohne dass ein Anschweißen oder
eine Ausbildung einer Buchse an bzw. aus dem oberen Läuferabschluss
erforderlich ist.
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Die
Motorwelle und die Wandungen der Öffnung in der Verbindungsvorrichtung
weisen vorzugsweise Keilnuten auf, um so für eine verbesserte Presspassung
zu sorgen.
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Die
Verbindungsvorrichtung kann einen im Allgemeinen zylinderförmigen Korpusabschnitt
aufweisen, wobei sich der Korpusabschnitt durch die in dem oberen
Läuferabschluss
ausgebildete Öffnung erstreckt.
In diesem Fall kann sich die erste sich radial nach außen erstreckender
Ausbildung von einem ersten Ende des Korpusabschnitts weg erstrecken und
kann sich die zweite sich nach außen erstreckende Ausbildung
von einem zweiten Ende des Korpusabschnitts weg erstrecken.
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Bei
dem Abstandhalter handelt es sich vorzugsweise um ein ringförmiges Element
wie beispielsweise eine Unterlegscheibe, die um den Korpusabschnitt
der Verbindungsvorrichtung angeordnet wird.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung sehen wir ein Verfahren zum Montieren
eines Elektromotors vor, wobei der Elektromotor einen Läufer mit
einer im Allgemeinen zylinderförmige
Läuferwandung
und einen oberen Läuferabschluss
aufweist, welcher im Allgemeinen den Zylinder der Läuferwandung
abschließt,
wobei der Läufer
zum Umlauf um einen Ständer
auf einer Motorwelle angebracht ist, und wobei der Motor des Weiteren
eine Verbindungsvorrichtung aufweist, die zur Verbindung des oberen Läuferabschlusses
mit der Motorwelle ausgelegt ist, und wobei die Verbindungsvorrichtung
eine erste sich radial nach außen
erstreckende Ausbildung aufweist, wobei das Verfahren den Schritt
zur mechanischen Verformung eines Abschnitts der Verbindungsvorrichtung
umfasst, um so eine zweite sich radial nach außen erstreckende Ausbildung
in der Weise zu bilden, dass der obere Läuferabschluss zwischen der ersten
sich radial nach außen
erstreckenden Ausbildung der Verbindungsvorrichtung festgespannt
wird und eine Bewegung des Läufers
bezüglich
der Verbindungsvorrichtung im Wesentlichen verhindert wird, wobei
sich das Verfahren dadurch auszeichnet, dass es des Weiteren den
Schritt zum Anordnen eines Abstandhalters um die Verbindungsvorrichtung vor
der Verformung der Verbindungsvorrichtung umfasst, so dass die Verformung
der Verbindungsvorrichtung die Zähnungen
des Abstandhalters dazu veranlasst, sich in den oberen Läuferabschluss
einzudrücken.
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Somit
wird dank der Erfindung die Notwendigkeit, aus dem Läufer eine
Buchse zu bilden oder eine Buchse auf dem Läufer anzuschweißen vermieden.
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Vorzugsweise
umfasst das Verfahren des Weiteren den Schritt zum Einsetzen der
Motorwelle in eine Öffnung,
welche in der Verbindungsvorrichtung vorgesehen ist, in der Weise,
dass die Welle mit der Verbindungsvorrichtung unter Presspassung
in Eingriff gelangt und eine Drehbewegung der Motorwelle bezüglich der
Verbindungsvorrichtung im Wesentlichen verhindert wird.
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Nachstehend
wird die Erfindung nun unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben, in welcher:
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1 eine
Darstellung eines Elektromotors gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung
ist;
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2 eine
Ansicht eines Längsschnitts durch
einen Teil des Elektromotors aus 1 zeigt, und
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3 den
Abstandhalter aus 2 darstellt.
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Es
wird nun auf 1 verwiesen, in welcher ein
Elektromotor mit einem Läufer 10 und
einem Ständer 11 dargestellt
ist, wobei der Läufer 10 dazu ausgelegt
ist, dass er im Betrieb um den Ständer 11 umläuft. Der
Läufer 10 weist
eine im Allgemeinen zylinderförmige
Läuferwandung 12a und
einen oberen Läuferabschluss 12b auf,
welcher den Zylinder der Läuferwandung 12a abschließt. Eine
Vielzahl von Elementen zur Erzeugung eines Magnetfeldes – in diesem
Fall Dauermagneten 14 – ist
um eine Innenseite der Läuferwandung 12a angebracht.
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Der
Läufer
ist dabei auf einer Motorwelle 18 angebracht, die sich
durch eine im Allgemeinen in der Mitte liegende runde Öffnung erstreckt,
welche in dem oberen Läuferabschluss 12b in
der axialen Erstreckung der Läuferwandung 12a vorgesehen
ist. Die Welle 18 ist dabei für den Umlauf um ihre Längsachse
A angebracht.
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Die
Welle 18 ist mittels einer Verbindungsvorrichtung 20 mit
dem oberen Läuferabschluss 12b verbunden,
welche einen im Allgemeinen zylinderförmigen Korpusabschnitt 18a aufweist
und eine Öffnung
besitzt, die sich axial durch den Korpusabschnitt 18a erstreckt.
Ein Abschnitt der Motorwelle 18 erstreckt sich durch die Öffnung in
dem Korpusabschnitt 18a und wird darin unter Presspassung
gehalten. Um die Presspassung noch zu verbessern und die Möglichkeit
zu verringern, dass sich die Welle 18 in der Öffnung dreht,
sind sowohl die Welle 18 als auch die Innenwandungen der Öffnung mit
Keilnuten versehen.
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Die
Verbindungsvorrichtung 20 weist des Weiteren eine erste
und eine zweite sich radial nach außen erstreckende Ausbildung 21b, 21c auf,
wobei sich diese Ausbildungen jeweils von einem ersten bzw. zweiten
Ende des Korpusabschnitts 18a aus radial nach außen erstrecken.
Der Korpusabschnitt 21a ist in der in dem oberen Läuferabschluss 12b ausgebildeten Öffnung aufgenommen,
und die erste sich radial nach außen erstreckende Ausbildung 21b ist einer
ersten Seite des oberen Läuferabschlusses 12a benachbart,
während
die zweite sich radial nach außen
erstreckende Ausbildung 21c der zweiten Seite des oberen
Läuferabschlusses 12a benachbart
ist.
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Ein
Abstandhalter 22 – in
diesem Fall ein ringförmiges
Element wie beispielsweise eine Unterlegscheibe 22 – ist um
den Korpusabschnitt 21a der Verbindungsvorrichtung 20 zwischen
der ersten Seite des oberen Läuferabschnitts 12a und
der ersten sich nach außen
erstreckenden Ausbildung 21b angeordnet. Die erste sich
nach außen
erstreckende Ausbildung 21b liegt auf der Unterlegscheibe 22 so auf,
dass sie den oberen Läuferabschluss 12b zwischen
der Unterlegscheibe 22 und der zweiten sich nach außen erstreckenden
Ausbildung 21c festklemmt, im Wesentlichen zu dem Zweck,
eine Bewegung der Verbindungsvorrichtung 20 bezüglich des Läufers 10 zu
verhindern.
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Um
die Möglichkeit,
dass die Verbindungsvorrichtung 20 unter Umständen in
der Lage ist, sich bezüglich
des oberen Läuferabschlusses 12 zu
drehen, auf ein Mindestmaß zu
verringern, ist die Unterlegscheibe 22 mit einer Vielzahl
von Zähnen 22a auf ihrer
Oberseite und Unterseite versehen, wie dies in 2 und 3 dargestellt
wird. Bei diesem Beispiel handelt es sich bei den Zähnen 22a um
Grate, die sich radial zur Unterlegscheibe erstrecken, doch können die
Zähnungen 22a stattdessen
beispielsweise auch radial verlaufende Reihen einzelner Spitzen aufweisen.
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Dabei
ist zu beachten, dass die Größe der Zähne 22a relativ
zum übrigen
Teil des Motors aus Gründen
der Übersichtlichkeit
erheblich übertrieben dargestellt
ist. Die Höhe
der Zähne 22a kann
beispielsweise in der Größenordnung
von nur einigen Mikron liegen.
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Die
Zähne 22a auf
der Oberseite der Unterlegscheibe 22 drücken sich in die erste sich
radial nach außen
erstreckende Ausbildung 21b der Verbindungsvorrichtung 22,
während
sich die Zähne 22a auf
der Unterseite der Unterlegscheibe 22 in die erste Seite
des oberen Läuferabschlusses 12b eindrücken. Damit
verbessern die Zähnungen 22a die
mechanische Sicherung zwischen der Unterlegscheibe 22 und
dem oberen Läuferabschluss 22.
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Dank
der radialen Anordnung der Zähnungen 22a können die
Zähne 232a verhindern
ode4r zumindest im Wesentlichen verhindern, dass sich die Unterlegscheibe 22 um
die Achse A, bezogen auf den Läufer 10 oder
die Verbindungsvorrichtung 20, dreht.
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Der
Läufer 10 wird
dabei folgendermaßen mit
der Welle 18 verbunden: Die Verbindungsvorrichtung 20 wird
mit dem Material versorgt, das die erste sich radial nach außen erstreckende
Ausbildung 21b bildet, welche eine Fortsetzung des zylinderförmigen Korpusabschnitts 21a darstellt.
Der zylinderförmige Korpusabschnitt 21a wird
durch die Öffnung
in der oberen Läuferabdeckung 12b in
der Weise eingeführt,
dass die zweite sich radial nach außen erstreckende Ausbildung 21c von
der Läuferwandung 12a umschlossen
wird und mit der zweiten Seite des oberen Läuferabschlusses 12b in
Eingriff gelangt. Anschließend
wird die Unterlegscheibe 22 über die erste Lippe 21b eingeführt und
um den Korpusabschnitt 21a der Verbindungsvorrichtung 20 aufgesetzt.
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Die
Welle 18 wird dann in den Wellensicherungsabschnitt 21a eingeführt, und
zwar entweder vor dem Einpassen der Verbindungsvorrichtung 20 durch
die Öffnung
in dem oberen Läuferabschluss 12b oder
vor bzw. nach dem Aufsetzen der Unterlegscheibe 22 um den
Korpusabschnitt 21a.
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Die
Verbindungsvorrichtung 20 wird dann mechanisch verformt,
um so die erste sich radial nach außen erstreckende Ausbildung 21b zu
bilden und um sicherzustellen, dass die erste sich radial nach außen erstreckende
Ausbildung 21b mit einer Oberseite der Unterlegscheibe 22 in
Eingriff kommt und den oberen Läuferabschluss 21b zwischen
der Unterlegscheibe 22 und der zweiten sich radial nach außen erstreckenden
Ausbildung 21c festzuklemmen. Dies lässt sich durch Stoßverformen
oder mit irgendeiner anderen Schmiedetechnik erzielen.
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Da
die erste sich radial nach außen
erstreckende Ausbildung 21b mit der Oberseite der Unterlegscheibe 22 in
Eingriff steht, drücken
sich zumindest einige der Zähne 22a,
die auf der Oberseite der Unterlegscheibe 22 vorgesehen
sind, in die erste sich radial nach außen erstreckende Ausbildung 21b.
In ähnlicher
Weise drücken
sich zumindest einige der Zähne 22a,
die auf der Unterseite der Unterlegscheibe 22 vorgesehen
sind, in die erste Seite der oberen Läuferabdeckung 12b,
wenn die Unterlegscheibe 22 unter Kraftaufwand auf die
erste Seite des oberen Läuferabschlusses 12b gedrückt wird.
Somit wird eine Bewegung der Welle 18 bezüglich des
Läufers 10 im
Wesentlichen verhindert, ohne dass es notwendig wird, an einem dickwandigen
oberen Läuferabschluss 12b eine
Buchse anzuschweißen
oder aus diesem eine Buchse zu bilden.
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Um
das vom Motor erzeugte Geräusch
zu verringern, ist es möglich,
die Läuferwandung 12a und/oder
den oberen Läuferabschluss 12b aus
einem Schichtwerkstoff herzustellen, welcher zwei Bleche aus Metall
oder einem anderen steifen Material umfasst, die durch eine Schicht
aus viskoelastischem Material von einander getrennt sind. Ein Beispiel
für ein
derartiges Material ist im Handel unter dem Warenzeichen BONDAL® erhältlich.
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Alternativ
oder zusätzlich
ist es möglich,
die Unterlegscheibe 22 aus einem derartigen Schichtwerkstoff
herzustellen, was sich als unterstützend Maßnahme beim Dämpfen der
Schwingungen des Läufers 12 erwiesen
hat, insbesondere in den Fällen, in
denen der Motor mit hoher Geschwindigkeit arbeitet.