Method for adjusting the axial play between the rotor and the bearings fitted to the stator of an electric motor.

Abstract: 1. Apparatus for adjusting the axial play between the rotor and the bearings (4, 5), which are fixed to the stator of an electric motor, in which a spacing sleeve (32) which is pressed on to the rotor shaft (2) and is displaceable under axial pressure, projects at least partially into a recess in the rotor and can be pressed there into, characterised in that in an electric motor having an insulating end plate (3), the end face of which abuts against the stack of rotor laminations (1), and which has formed on it an axially-projecting collar (31) which surrounds the rotor shaft (2), the recess (33) is provided in the collar (31) of the insulating end plate (3), and the spacing sleeve (32) can already by pressed into the recess (33) before the latter is pressed on to the rotor shaft (2).

Description: Einrichtung und Verfahren zur Einstellung des Axial spiels zwischen dem Rotor und den am Stator befestigten Lasern eines Elektromotors Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein Verfahren zur Einstellung des Axialspiels zwischen dem Rotor und- den am Stator befestigten Lagern eines Elektromotors gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1; eine derartige Einrichtung ist durch die DE-AS 11 78 934 bekannt. ¯ Im=bekannten--Fall ist irtais#Distanzbuchse eine Hilise mit konischem Hals vorgesehen, die als getrenntes Bauteil bei der Montage des zur Anlage kommenen Lagerbügels zunächst allein im Presssitz auf der Rotorwelle ver schieblich angeordnet ist und bei der Einstellung des Axialspiels unter weiterem Axialdruck zusätzlich um das Mass des Axialspiels in eine im Rotorblechpaket vorgesehene Ausnehmung einpressbar ist. Da erkannt wurde, dass sich die Distanzbuchse z.B. auf grund von Stossbelastungen oder Erwärmung des Blech pakets in ihrem Presssitz lockern und über das zusätz liche Mass des- Axialspiels verschieben kann, wurde in einer späteren Schutzrechtsanmeldung (DE-AS 15 38 921) vorgeschlagen, einen Zwischenraum zwischen der Distanz buchse und der Ausnehmung vorzusehen und den Zwischen raum durch eine selbsthärtende und volumenbeständige, Jedoch während des Einstellvorganges des Axialspiels elastische Masse auszufüllen, die nach ihrer Aushärtung die Distanzbuchse in ihrer Einstellage sicherer fixiert. Im praktischen Ausführungsbeispiel ist die Ausnehmung im Rotor dabei innerhalb des einen stirnseitigen Kurzschlussringes vorgesehen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einstellung des Axialspiels zu ermöglichen, die den Fertigungs- und Montageaufwand wesentlich mindert und trotzdem eine gegen Erschütterungen und Wärmespannungen sichere Halterung der Distanzbuchse und somit eine Gewährleistung des gewünschten Axialspiels auch in rauhem Betrieb und über lange Betriebszeiten sicherstellt. Die Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art durch die kennzeichnende Lehre des Patentanspruchs 1 erreicht. Die Gegenstände der Patentansprüche 2 und 3 betreffen eine zweckmässige Ausgestaltung dieser Einrichtung bei einem Kommutatormotor. Durch die erfindungsgemässe Einrichtung ist es in fertigungs- und montagetechnisch günstiger Weise möglich, die Distanzbuchse, z.B. bei der Herstellung der Isolierendscheibe, gleichzeitig in deren Ausnehmung vorzumontieren, als ein einstückiges Bauteil mit anzuliefern und bei der Montage des Elektromotors vor dem Bewickeln des Läufers in einem Arbeitsgang mit #aufzuschieben; gleichzeitig ist damit sichergestellt, dass auf keinen Fall das Aufsetzen der zur Einstellung des Axialspiels unbedingt notwendigen Distanzbuchse bei der Serienfertigung des Elektromotors vergessen wird. Da die Distanzbuchse sowohl gegenüber der Rotorwelle als auch gegenüber dem äusseren Kragen im Presssitz gehalten wird, kann der Presssitz-Druck auf die Rotorwelle geringer als bei bekannten Lösungen gehalten und somit die Gefahr von Schabe-Beschädigungen der geschliffenen Rotorwelle beim Aufschieben der Distanzbuchse wesentlich gemindert werden. Da weiterhin bei der erfindungsgemässen Einrichtung die zweckmässigerweise wie die Isolierendscheibe aus dem gleichen Kunststoff hergestellte, insbesondere gespritzte Distanzbuchse zu einem nicht unwesentlichen Teil durch eine Presssitzhalterung in dem umfassenden Kragen gesichert wird, können sich Wärmesparinungen nur wesentlich geringer ungünstig auswirken als in bekannten Fällen, bei denen die Distanzbuchsen ausschliesslich im Presssitz gegen über Metallteilen gehalten sind, die einen wesentlich grösseren Ausdehnungskoeffizienten als Kunststoff aufweisen. Kunststoff-Isolierendscheiben mit axial angeformtem Kragen sind an sich bekannt (GM 18 38 776, Fig. 3). Der Kragen hat dabei insbesondere die Aufgabe, die unmittelbar an der Stirnseite des Rotorblechpaketes anliegende eigentliche Isolierendscheibe zusätzlich abzustützen und gleichzeitig den Wickelkopf gegenüber der Läuferwelle zusätzlich zu isiLeren. Die radiale Wandstärke des Kragens ist dabei relativ gering. Irgendwelche Hinweise auf die erfindungsgemässe Doppelausnutzung einer solchen Isolierendscheibe mit Kragen als Isolierteil einerseits und als Presssitzhalterung einer vormagazinierbaren Distanzbuchse zur Axialspieleinstel- lung andererseits ist im bekannten Fall nicht zu entnehmen; eine solche Doppelnutzung bietet sich aufgrund der Funktion und der konstruktiven Gestaltung der be. kannten Isolierendscheiben auch. nicht ohne weiteres an. Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher er läutert. Darin zeigen: Fig. 1 einen Längs schnitt durch einen Dauermagnet Kommutatormotor, Fig. 2 einen vergrösserten Detailausschnitt aus Fig. 1 im Bereich der rechten Isolierendscheibe. Fig. 1 zeigt einen Dauermagnet-Kommutatormotor. An der Innenumfangsfläche des Statorgehäuses 12 sind das Magnetfeld erzeugende Dauermagnete 14 angeordnet. Stirnseitig sind am Statorgehäuse 12 Lagerbügel 8,9 befestigt. Die Lagerbügel 8, 9 nehmen Kalottenlager 4, 5 auf, in denen eine Rotorwelle 2 drehbar gelagert ist. Auf die Rotorwelle 2 ist ein Rotorblechpaket 1 z.B. im Presssitz gehalten. Auf dem linken Wellenende der Rotorwelle 2 ist innerhalb des Gehäuses ein Kommutator 10 aufgeklebt. Hammer-Bürstenhalter 15, 16 sind in hier nicht näher dargestellter Weise in einer statorgehäusefesten Bürstenbrücke 17 gelagert und mit der äusseren Anschlussleitung verbunden. An die Lamellen des Kommutators 10 sind die Wicklungsenden der gewickelten Rotorwicklung angeschlossen, von der in Fig. 1 die stirnseitigen Wickelköpfe 6, 7 dargestellt sind. Zur elektrischen Isolierung der Wickelköpfe 6, 7 gegen über den Stirnseiten des Rotorblechpaketes 1 und gegen über der Rotorwelle 2 sind Kunststoff-Isolierendscheiben 3, 13 mit Je einem axial angeformten und zumindest im Bereich der Wickelköpfe die Rotorwelle 2 übergreifenden Kragen vorgesehen. Die rechte Isolierendscheibe 3 wird darüber hinaus nicht nur zur Isolierung der Wicklung gegenüber dem Rotorblechpaket 1 und der Rotorwelle 2 sondern in erfindungsgemässer Weise auch zur Axialspieleinstellung mittels einer Distanzbuchse 32 mitbenutzt. Die Ausgestaltung der Isolierendscheibe 3 und insbesondere des an diese Isolierendscheibe 3 angeformten axialen Kragen sowie der in diesem Kragen erfindungsgemäss gehalterten Distanzbuchse 32 ist in dem Detailausschnittbild gemäss Fig. 2 deutlicher herausgestellt. Zur Typenvereinheitlichung ist an der linken Seite des Rotorblechpaketes 1 der gleiche Typ einer Isolierendscheibe benutzt, obwohl hier eine Distanzbuchse im vorliegenden Fall nicht vorgesehen ist. Der axial angeformte Kragen 31 der Isolierendscheibe 3 weist eine zur Rotorwelle 2 konzen.trische innere Ausnehmung 33 auf, in die die Distanzbuchse 32 eingepresst ist. In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass bei der Herstellung der Isolierendscheibe 3 gleichzeitig die Distanzbuchse 32 mitgefertigt und bereits durch Einpressen bis zu einer bestimmten axialen Tiefe in die Ausnehmung 33 im Sinne eines einheitlichen Bauteils vorgefügt ist. Zur Vergrösserung der Anlagefläche zwischen der Kalotte 4 und der Distanzbuchse 32 weist diese an ihrer der Ka lotte 4 zugewandten Stirnseite eine radial Uberkra- gende Schulter 321 auf. Beim Aufdrücken der Isolierendscheibe 3 mit der vorgefügten Distanzbuchse 32 drückt das entsprechende Werkzeug gleichartig auf die Stirnseite der Isolierendscheibe 3 als auch der Distanzbuchse 32. Nach der Montage des Lagerbügels 8 kann ein eventuell zu geringes axiales Spiel durch be kannte, z.B. in der eingangs genannten Druckschrift beschriebene, Massnahmen vergrössert werden. Selbstverständlich ist darauf zu achten, dass beim Vorfügen die Distanzbuchse 32 nur so weit in die Ausnehmung 33 des Kragens 31 eingeschoben wird, dass die verbleibende Einschubstrecke zumindest so gross ist, dass bei der endgültigen Montage des Lagerbügels 8 an der rechten Stirnseite des Statorgehäuses 12 die Distanzbuchse 32 unter Berücksichtigung des gewünschten einzuhaltenden Axialspiels in die Ausnehmung 33 des Kragens 31 der Isolierendscheibe 3 eindrückbar ist. Im einzelnen ist ein erfindungsgemäss vorteilhaftes Verfahren des in Fig. 1 dargestellten Motors einschliesslich der Einstellung des Axialspiels durch folgende wesentliche aufeinanderfolgende Montageschritte gekennzeichnet: a) Aufdrücken der-Isolierendscheibe mit der in-der Aus nehmung unter Presssitz vorgefügt gehaltenen Distanz buchse über das eine Ende der Rotorwelle bis zum An liegen der Isolierendscheibe an der einen Stirnseite des Blechpaketes; dabei liegt das Druckwerkzeug zweckmässigerweise gleichzeitig sowohl an der Isolier endscheibe als auch an der Distanzbuchse an, b) nach Aufschieben einer Isolierendscheibe auf die andere Stirnseite-des Blechpaketes und gegebenen -falls nach Aufkleben eines Kommutators auf das über diese Stirnseite vorstehende andere Wellenende der Rotorwelle Bewickeln des Rotors, c) Einsetzen des bewickelten Rotors in das Lager des mit dem Stator verbundenen ersten Lagerbügeis, d) Aufsetzen des zweiten Lagerbügels und dabei durch Axialdruck gleichzeitiges Verschieben der sowohl zur Rotorwelle als auch zum Kragen der Isolierendscheibe im Presssitz gehaltenen Distanzbuchse, e) gegebenenfalls Feineinstellung des Axialspiels zwischen Distanzbuchse und Lager des zweiten Lager bügels. 2 Figuren 4 Patent ansprüche

Claims: 1. Method for adjusting the axial clearance between the rotor and the bearings which are secured to the stator of an electric motor, in which a spacing bush (32), which is pressed onto the rotor shaft (2) and can be displaced under axial pressure, is pushed at least in part into a recess (33) of an axially projecting collar (31) which is integral with an insulating disc (3) resting against the face of the laminated rotor core (1) and surrounds the rotor shaft (2), characterised by the following assembly steps: a) pressing the insulating disc (3) with the spacing bush (32), which is held in a pre-joined manner in the recess (33) with press fit, over the one end of the rotor shaft (2) until the insulating disc (3) rests against the one face of the laminated rotor core (1); b) winding the rotor, after an insulating disc (13) has been slid onto the other face of the laminated rotor core (1) and, if applicable, after affixing a commutator (10) onto the other shaft end of the rotor shaft (2) which projects over this face; c) inserting the wound rotor into the bearing (spherical cap-shaped bearing 5) of the first bearing stay (9) which is connected with the stator; d) placing the second bearing stay (8) thereon and thereby as a result of axial pressure simultaneously displacing the spacing bush (32) which is held in press fit both in relation to the rotor shaft (2) and in relation to the collar (31) of the insulating disc (3); e) if applicable, finely adjusting the axial clearance between spacing bush and bearing of the second bearing stay. 2. Method according to claim 1, characterised in that in the case of a commutator motor the recess (33) is provided in the collar (31) of the insulating disc (3) resting on the face of the laminated rotor core (1) remote from the commutator (10). 3. Method according to claim 2, characterised in that the spacing bush (32) is formed in the same way as the insulating disc (3) with the collar (31), which is integral therewith, as a plastics portion which is, in particular, injection moulded.

Inventors: ADAM, PETER, SCHILLING, WERNER, WEHNER, EWALD
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1981
Main classification: H02K5
IPC codes: H02K15, H02K5