DE68909458T2

DE68909458T2 - Magnethalteanordnung für einen elektrischen Motor.

Info

Publication number: DE68909458T2
Application number: DE89302938T
Authority: DE
Inventors: Etsuo Calsonic Corporatio Aoki; Toyohiko Calsonic Corpora Hata
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1989-03-23
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2009-03-24
Also published as: DE68909458D1; EP0334662A2; JPH083152Y2; US4933582A; EP0334662A3; JPH01143275U; EP0334662B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor mit:
einem Motorgehäuse mit einem offenen Ende, das im wesentlichen durch eine Endplatte verschlossen ist; mit einer Rotorwelle, die an einem Ende in der Endplatte und am anderen Ende im anderen Ende des Gehäuses drehbar gelagert ist; mit einem Kollektor und einem auf der Rotorwelle angeordneten Rotor; mit einem Bürstenstromabnehmer, der so angeordnet ist, daß er auf dem Kollektor aufliegt; und mit zwei magnetischen Elementen mit seitlich gebogenem Querschnitt, die in dem Gehäuse an die innere Oberfläche angrenzend montiert sind, wobei jedes Element eine axiale Endfläche aufweist, die entfernt von der Öffnung angeordnet ist und an einem axialen, an dem Gehäuse ausgebildeten Anschlag anliegt; und mit einem entfernbaren Vorsprung, der eine Lagerung für den Bürstenstromabnehmer und eine elektrische Kupplung bildet, wobei die magnetischen Elemente gegen die innere Oberfläche des Gehäuses mittels eines im wesentlichen U-förmigen, federnden Rückhalteelements gedrückt werden, das einen Basisbereich und ein Paar sich von dem Basisbereich wegerstreckende Schenkel aufweist, wobei die Schenkel gegen die einander gegenüberliegenden ersten Umfangsendflächen der magnetischen Elemente drücken und eine zweite Umfangsendfläche eines jeden der Elemente gegen entsprechende Umfangsanschläge an der inneren Oberfläche des Gehäuses gedrückt werden, wobei die Enden der Schenkel des Rückhalteelements, die dem Basisbereich abgewandt sind, generell dem offenen Ende des Gehäuses zugewandt sind.
Gleichstrommotoren werden beispielsweise zum Antrieb des Gebläses einer Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug benutzt. Gleichstrommotoren dieser Art weisen innere Magneten auf, die dazu dienen, ein magnetisches Feld auszubilden.
Es gibt sie in zwei verschiedenen Versionen. Bei der einen Version ist der Magnet mittels Klebstoff an der inneren Oberfläche des Motorgehäuses befestigt. Bei der anderen Version ist der Magnet an der inneren Oberfläche des Gehäuses mittels von einem federnden Rückhalteelement erzeugten Federkräften befestigt. Beispiele hierfür finden sich in der offengelegten Japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. SHO 60(1985)-93,465).
Die Gleichstrommotoren des erstgenannten Typs, bei denen der Magnet mittels eines Klebstoffs an der inneren Wandoberfläche des Gehäuses befestigt ist, weisen den Nachteil auf, daß sich der Klebstoff mit zunehmendem Alter zersetzen kann. In diesem Fall wird sich der Magnet von der inneren Oberfläche des Gehäuses lösen. Diese Motoren erfordern während des Zusammenbaus eine Wärmebehandlung zum Trocknen des Klebstoffs und weisen daher den weiteren Nachteil auf, daß die Wärmebehandlung die Effektivität des Montagevorgangs gefährdet.
Die Motoren des zweitgenannten Typs, bei denen der Magnet an der inneren Wandoberfläche des Gehäuses mittels von einem elastischen Rückhalteelement erzeugten Federkräften gehalten wird, lassen sich effektiv zusammenbauen, ohne daß irgendetwas ähnliches wie eine Wärmebehandlung notwendig wäre. Sie erfreuen sich daher in den letzten Jahren steigender Popularität.
Das oben erwähnte elastische Rückhalteelement wird hergestellt, indem ein runder Steg in die Form des Buchstaben U gebogen wird. Die Federkraft des elastischen Rückhalteelements wirkt auf den Magnet dergestalt ein, daß der Magnet mit dem Ergebnis radial nach außen gedrückt wird, daß der Magnet an der inneren Wandungsoberfläche des Gehäuses befestigt wird.
Wenn das elastische Rückhalteelement lediglich zwischen den einander gegenüberliegenden Endflächen des Magneten eingefügt wird, besteht jedoch die Möglichkeit, daß das elastische Rückhalteelement in einer axialen Richtung wegrutscht. Da die Kraft des elastischen Rückhalteelements nach außen und in Richtung auf die Enden der U-Form wirkt, neigt es dazu, sich in Richtung auf die Enden (die Richtungen oder offenen Kanten der U-Form) zu bewegen. Das erwähnte "Verrutschen" tritt auf, wenn diese Kraft aufgebaut wird und die Reibungskraft zwischen dem elastischen Rückhalteelement und den Endflächen des Magneten übersteigt.
Es besteht das Problem, daß dieses "Verrutschen" dann verstärkt auftritt, wenn die Kräfte des elastischen Rückhalteelements erhöht werden, d.h., die Neigung des elastischen Rückhalteelements zu verrutschen wächst in Abhängigkeit von dem erhöhten Druck nach außen auf den Magneten in radialer Richtung. Diese Neigung verhindert schließlich die feste Verbindung, mit der der Magnet an die innere Wandoberfläche des Gehäuses befestigt ist.
Der in der oben erwähnten Gebrauchsmusteranmeldung offenbarte Motor ist mit keinerlei Mitteln ausgestattet, die den Magneten daran hindern, sich entgegen der wirkenden Kraft zu bewegen. Es tritt daher der weitere Nachteil auf, daß der Magnet durch Umstände bei der Motorinstallation oder durch auf den Motor ausgeübte Vibrationen dazu angeregt wird, sich in die axiale Richtung zu bewegen.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine magnethaltende Struktur für einen Motor anzugeben, die keinem oder nur begrenztem Verschieben unterliegt. Um das elastische Rückhalteelement vom Verrutschen und den Magnet von einem Versatz abzuhalten, müssen solche Maßnahmen ergriffen werden, die das Gehäuse mit einem Vorsprung versehen, der dazu geeignet ist, eine feste Verbindung zwischen dem Magnet und dem elastischen Rückhalteelement zu schaffen, nachdem der Magnet mit dem Gehäuse mittels des elastischen Rückhalteelements verbunden worden ist. Diese Maßnahme hat den Nachteil, daß der Herstellungsvorgang des Motors unter einer beträchtlich erhöhten Komplexität leidet.
Die GB-A-1463778 beschreibt eine Konstruktion für einen kleinen elektrischen Motor, bei dem die Befestigungsvorrichtung für den Bürstenstromabnehmer ein Paar von hervorstehenden Schenkeln aufweist, die einander gegenüberliegende Kanäle definieren. Die Kanäle sind so angeordnet, daß sie eine Klammerfeder aufnehmen können. Die Feder dient dazu, die Magneten gegen die innere Wandung des Gehäuses zu spreizen.
Die Erfinder haben herausgefunden, wie sich die mit den oben erwähnten konventionellen Techniken verbundenen Nachteile vermeiden lassen. Sie haben dementsprechend eine Magnetrückhaltestruktur für einen Motor entwickelt, welcher ein zylindrisches Gehäuse und zwei in dieses eingesetzte Magneten aufweist, sowie weiter ein federndes Rückhalteelement, das dazu ausgelegt ist, die halbkreisförmigen Magneten an der inneren Wandoberfläche des Gehäuses mittels Federkraft zu befestigen und das wegen der oben erwähnten Konstruktion, dazu dient, die Herstellung der Einzelteile des Motors zu vereinfachen und die Arbeitseffektivität beim Endzusammenbau des Motors zu verbessern, und gleichzeitig das elastische Rückhalteelement am Verrutschen und die Magneten an einem Versatz in axialer Richtung zu hindern.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Magnetrückhaltestruktur für einen Motor anzugeben, die eine verbesserte Abdichtbarkeit der Kupplung zuläßt, nachdem diese an Ort und Stelle fixiert ist.
Es ist eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Magnetrückhaltestruktur für einen Motor anzugeben, die das elastische Rückhalteelement von einem Versatz in der Richtung auf die Mitte des Gehäuses hindert.
Es ist eine vierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Magnetrückhaltestruktur für einen Motor anzugeben, die das elastische Rückhalteelement am Verrutschen hindert, die Magneten an einem Versatz in axialer Richtung und es zur gleichen Zeit zuläßt, auf elektrische Verbindungen im Inneren des Motors zu verzichten.
Es ist eine fünfte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Magnetrückhaltestruktur für einen Motor anzugeben, die es erlaubt, einen Kollektor und eine Bürste in das Motorgehäuse zu integrieren.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der entfernbare Vorsprung in eine Öffnung des Gehäuses eingesetzt ist, die teilweise auch durch die angrenzende Oberfläche der Endplatte definiert ist, wobei der Vorsprung den Enden der Schenkel des Rückhalteelements gegenüberliegt und in axialer Richtung an den magnetischen Elementen anliegt.
Ein entfernbarer Vorsprung, der dazu verwendet wird, zwei Magnete zu befestigen, die in ein zylindrisches Gehäuse eingesetzt sind und durch die Federkraft eines elastischen Rückhalteelements an der inneren Wandoberfläche des Gehäuses gehalten werden, vereinfacht die Herstellung von den Einzelteilen des Motors und verhindert ein Verrutschen des elastischen Rückhalteelements sowie einen Versatz der Magnete in axialer Richtung.
Vorzugsweise ist zumindest die Einsetzöffnung für die Kupplung in einem flachen Oberflächenbereich des Gehäuses ausgebildet.
Bei der oben beschriebenen Konstruktion ist die Festigkeit der gegenseitigen Adhäsion zwischen dem Gehäuse und der Kupplung, wenn die Kupplung eingesetzt ist, so hoch, daß die Abdichtbarkeit zwischen der Kupplung und dem Gehäuse verbessert wird.
Vorzugsweise sind zumindest die Endflächen der einander gegenüberliegenden Umfangsendflächen eines jeden der Magneten, die seitlich angeordnet sind, um ein Einfügen des elastischen Rückhalteelements zuzulassen, schräg gestellt, so daß das elastische Rückhalteelement daran gehindert wird, in Richtung auf die Mitte des Gehäuses verschoben zu werden.
Bei dieser Konstruktion kann das elastische Rückhalteelement nicht in die Richtung des Gehäuses versetzt werden, selbst dann, wenn die Federkräfte des federnden Rückhalteelements so wirken, daß die beiden Magneten in radialer Richtung nach außen gedrückt werden.
Vorzugsweise ist die Kupplung an ihrer oberen Endfläche mit einander gegenüberliegenden Blattfedern ausgestattet, die jeweils eine daran befestigte Bürste aufweisen.
Bei dieser Konstruktion können auf elektrische Verbindungsarbeiten im Inneren des Motors verzichtet werden, da die elektrischen Verbindungen, die zu der Bürste führen, während der Herstellung der Kupplung erzeugt werden können. Darüber hinaus verhindert diese Konstruktion, daß das federnde Rückhalteelement verrutscht und die Magneten werden daran gehindert, in axialer Richtung versetzt zu werden.
Vorzugsweise weist der Kollektor die Form einer Trommel auf. Bei dieser Konstruktion kann der Kollektor leicht zwischen den einander gegenüberliegenden Bürsten angeordnet werden, während die Kupplung an dem Gehäuse angebracht wird. Demgemäß kann der Einbau von Kollektor und Bürsten einfach durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Art und Weise in die Praxis umgesetzt werden, wobei zwei Wege im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung;
Figur 2 eine Ansicht der Ausführungsform gemäß Figur 1;
Figur 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Figur 1;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Ausführungsform in Explosionsdarstellung;
Figur 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung; und
Figur 6 eine perspektivische Ansicht der Kupplung gemäß Figur 5.
Ein Motor 1, wie er in Figur 1 dargestellt ist, wird beispielsweise verwendet, um das Gebläse einer Klimaanlage in einem Automobil anzutreiben. Diese Verwendung ist jedoch keinesfalls die einzige, auf die sich die vorliegende Erfindung anwenden läßt.
Der Motor 1 umfaßt ein Motorgehäuse 1a, das sich zusammensetzt aus einem zylindrischen Blindgehäuse 2 und einer Endklammer oder einem Deckel 13, der in einer Öffnung 9 des Gehäuses 2 gesichert ist. Wie auch ein herkömmlicher Motor hat dieser Motor 1 Magneten 4, die an der inneren Wandoberfläche des Gehäuses 2 befestigt sind. Im Innenbereich der Magneten 4 ist ein Rotor 14 auf einer Rotorwelle 30 dem Magneten mit einem sehr kleinen Luftspalt gegenüberliegend angeordnet.
Die Rotorwelle 30 ist einerseits in einem ölgetränkten Lager 31 drehbar gelagert, das in dem Gehäuse 2 gehalten wird, und andererseits in einem ölgetränkten Lager 32, das in einer Ausnehmung der Endklammer 13 angeordnet ist. Die beiden ölgetränkten Lager 31, 32 sind aus einem porösen metallischen Material, wie beispielsweise einem gesinterten Legierungsmaterial des Eisentyps, hergestellt und mit einem Schmiermittel getränkt. An der Peripherie des ölgetränkten Lagers 31 ist ein Filz 33 angebracht. Eine lösbare Feder 34 zum Halten des Lagers wird im Gehäuse 2 gespannt gehalten und hält in lösbarer Weise den Filz 33 und das Lager 31 am Platz. Die das Lager haltende Feder 34 wird durch Hintergreifen einer Vielzahl von Vorsprüngen 35 abgestützt, die an dem Gehäuse 2 ausgeformt sind.
An dem Rotor 14 sind eine Vielzahl von axial sich erstreckenden Schlitzen 36 ausgeformt. Eine Rotorspule 37 wird durch einen leitenden Draht gebildet, der längs dieser Schlitze 36 gewunden ist. Wenn elektrischer Strom durch die Rotorspule 37 fließt, erzeugt die Wirkung zwischen dem elektrischen Strom und dem durch die Magneten 4 geformten magnetischen Feld ein Drehmoment und versetzt die Rotorwelle 30 in Bewegung.
Ein Kollektor 15 in Form einer zylindrischen Trommel ist an einem Ende der Rotorwelle 30 an den Rotor 14 angrenzend angeordnet. Ein Paar von Bürsten 16 wird in schleifendem Kontakt mit der äußeren Oberfläche dieses Kollektors 15 gehalten. Auf diese Weise wird der elektrische Strom über die Bürsten 16 und den Kollektor 15 der Rotorspule 37 zugeführt.
Das Gehäuse 2 hat flache Flächen 10 und 11, die jeweils am oberen und unteren Bereich des Gehäuses ausgeformt sind, wie in den Figuren 2 bis 4 dargestellt.
An der ausgangsseitigen Endfläche des Gehäuses 2 ist eine Mittelbohrung 3 zum Einführen der Rotorwelle 30 ausgebildet. Weiterhin sind in der ausgangsseitigen Endfläche eine Bohrung 39 ausgebildet, mittels derer der Motorkörper 1a mit einem anderen Element (wie beispielsweise einem Ventilatorgehäuse) verschraubt oder verbunden werden kann, sowie weiter eine Belüftungsöffnung 40, die mit dem Motorinneren in Verbindung steht.
In der Öffnung 9 auf der der Abtriebsseite gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 2 ist ein radial nach innen sich erstreckender Sicherungsflansch 38 ausgebildet, um die Endklammer 13 am Platz zu halten.
Die beiden Magneten 4 weisen jeweils eine teilweise kreisförmige (gebogene) Querschnittsform auf. Die äußere periphere Oberfläche eines jeden Magneten ist so geformt, daß sie der inneren Wandoberfläche des gebogenen Teils des Gehäuses 2 entspricht. Die innere periphere Oberfläche liegt dem Rotor 14 auf der anderen Seite des Luftspalts gegenüber. Die beiden Umfangsendflächen 7a, 7b eines jeden der Magneten 4 sind so geformt, daß sie im wesentlichen der Mittelachse des Gehäuses zugewandt sind, wenn die Magneten in das Gehäuse 2 eingesetzt sind. Um die ausgangsseitigen Lagen eines jeden der Magneten 4 in axialer Richtung einzustellen, sind erste Anschläge 5a und 5b im bogenförmigen Teil des Gehäuses 2 ausgeformt. Diese ersten Anschläge 5a, 5b sind so ausgeformt, daß die axialen Endflächen 23b der einander gegenüberliegenden Endflächen 23a, 23b eines jeden Magneten, die auf der der Öffnung 9 gegenüberliegenden Seite angeordnet sind, gegen die ersten Anschläge 5a und 5b anstoßen.
Gleichermaßen sind, um die Lagen der Magneten in Umfangsrichtung einzustellen, zweite Anschläge 6a, 6b an einer flachen Fläche 10 des Gehäuses 2 so ausgeformt, daß die Umfangsendflächen 7a, 7b der beiden einander gegenüberliegenden Flächen 7a, 7b eines jeden der Magneten 4 an den entsprechenden zweiten Anschlägen 6a, 6b anliegen.
An der anderen flachen Fläche 11 des Gehäuses 2 ist eine Kupplungsaufnahmeöffnung 12 zum Befestigen der Kupplung 17 ausgebildet.
Um die Magneten 4 an der inneren Wandungsoberfläche des Gehäuses 2 zu befestigen, ist ein Magnet-Feststell-Element 8, das als federndes Rückhalteelement gedacht ist, zwischen den Umfangsendflächen 7a, 7b eines jeden der Magneten 4 eingesetzt.
Dieses Magnet-Feststell-Element 8 ist aus einem federnden oder elastischen Material in Form des Buchstaben U gebogen, sowie in Figur 4 dargestellt, so daß seine Breite am führenden Endteil 8a, gebildet durch den Bogen zwischen den Schenkeln 8b, im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Endflächen 7b der Magneten ist. Die Breite der Endteile 8c der beiden Schenkel 8b ist geringfügig größer als der zuvor erwähnte Abstand zwischen den Endflächen 7b. Das Magnet-Feststell-Element 8 wird dergestalt eingeführt, daß die beiden Schenkelteile 8b ihre Lage auf der Öffnungsseite 9 des Gehäuses 2 einnehmen.
Wenn das Magnet-Feststell-Element 8 wie oben beschrieben eingesetzt wird, wirken die Federkräfte desselben auf die beiden Magneten 4, deren Lagen in Umfangsrichtung durch die Vorsprünge festgelegt werden. Durch diese Federkraft werden die beiden Magneten 4 in radialer Richtung nach außen gepreßt und an der inneren Wandoberfläche des Gehäuses 2 fixiert.
Bei der Magnethaltestruktur gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Kupplung 17, die dazu vorgesehen ist, die Bürsten 16 von außen mit elektrischem Strom zu versorgen, so an dem Gehäuse 2 angebracht, daß sie zwischen den Endflächen 23a eines jeden der Magneten 4 und der inneren Wandoberfläche der Endklammer 13 in axialer Richtung eingeklemmt ist. Durch diese Kupplung 17 werden die Magneten 4 daran gehindert, sich in Richtung auf die der Abtriebsseite gegenüberliegende Seite zu bewegen und in gleicher Weise ist das Magnet-Feststell-Element 8 daran gehindert, in Richtung auf die dem Abtrieb abgewandte Seite zu rutschen.
Genauer gesagt weist die Kupplung 17 einen aus einem Harzmaterial hergestellten Kupplungskörper 20 auf. Der Kupplungskörper 20 ist mit einer Aufnahmeöffnung 41 zum Aufnehmen eines (nicht dargestellten) Verbindungssteckers versehen, der mit einer äußeren Stromquelle verbunden ist. Ein Steckerbefestigungselement 42 ist in dem Kupplungskörper 20 ausgebildet. Ein (nicht dargestellter) Klauenteil des Verbindungssteckers rastet in dem Element 42 ein, wenn der Stecker eingesteckt wird und verhindert dann, daß der Stecker abgezogen wird. Weiterhin sind auf den gegenüberliegenden Seitenflächen des Kupplungskörpers 20 Führungsnuten 19 längs der flachen Seitenflächen 18 der Kupplungsaufnahmeöffnung 12 ausgebildet. Die Kupplung 17 ist so ausgebildet, daß sie durch die Führungsnuten 19 geführt wird und in der Kupplungsaufnahmeöffnung 12 befestigt wird, wenn sie von der Öffnungsseite 9 aufgeschoben wird.
An der oberen Endfläche 21 des Kupplungskörpers 20 ist ein Paar von Blattfedern 22 installiert. Jede Feder 22 weist an einer Vorderkante eine Bürste 16 auf. Wegen der Federkräfte der Blattfedern 22 werden die Bürsten 16 in geeigneten Kontakt mit dem Kollektor 15 gedrückt. Im Inneren des Kupplungskörpers 20 sind die Blattfedern 22 elektrisch mit Anschlüssen 26 verbunden. Wenn der Stecker am Kupplungskörper 20 angebracht ist, wird elektrischer Strom von einer externen Stromquelle über die Anschlüsse 26, die Blattfedern 22 und die Bürsten 16 zum Kollektor 15 geleitet.
Im zusammengebauten Zustand des Motors 1 liegt die Frontfläche 24 der Kupplung 17 an den Endflächen 23a der Magneten 4 auf der dem Abtrieb abgewandten Seite an und die Rückseite 25 (der Kupplung 17) liegt an der inneren Wandoberfläche der Endklammer 13 an. Unter diesen Bedingungen brauchen die Enden 8c der Schenkel des Magnet-Feststell-Elements 8 nicht in Berührung mit der Frontfläche 24 der Kupplung 17 gehalten zu werden.
Im folgenden wird der Betrieb der Magnetrückhaltestruktur dieser Erfindung beschrieben.
Zunächst werden, um den Motor 1 zusammenzusetzen, das ölgetränkte Lager 31, der Filz 33 und die Lagerrückhaltefeder 34 an dem durch Tiefziehen hergestellten Gehäuse 2 befestigt.
In diesem Fall muß die Lagerrückhaltefeder 34 lediglich hinter die Vorsprünge 35 gedrückt werden, um fest durch die Vorsprünge 35 gehalten zu werden. Als Ergebnis wird das ölgetränkte Lager 31 leicht ausgerichtet und sicher fixiert.
Sodann werden die beiden Magneten 4 in das Gehäuse 2 eingesetzt und so angeordnet, daß sie an den ersten und zweiten Anschlägen 5a, 5b, 6a und 6b anliegen. Sodann wird das Magnethalteelement 8 mit zusammengedrückten Schenkelteilen 8b mit dem Vorderende zuerst zwischen die Endflächen 7a, 7b zwischen den beiden Magneten 4 in Umfangsrichtung eingesetzt. Wenn das Magnet-Feststell-Element 8 in eine bestimmte Lage gebracht ist, werden die beiden Schenkelteile 8a, 8b losgelassen. Als Resultat wirken die Federkräfte des Magnet-Feststell-Elements 8 in Richtung des Pfeils A in den Figuren 2 und 3 auf die Magneten 4, wodurch diese in radialer Richtung nach außen gepreßt und an der inneren Wandoberfläche des Gehäuses 2 fixiert werden.
Die Lagefixierung der Magneten 4 im Gehäuse 2 kann ausschließlich durch die Federkräfte des Magnet-Feststell-Elementes 8 erreicht werden. Die zum Trocknen eines Klebers notwendige Wärmebehandlung ist bei der vorliegenden Erfindung absolut überflüssig. Als Ergebnis wird die Effektivität beim Zusammensetzen des Motors beträchtlich verbessert.
Als nächstes wird die Rotorwelle 30, an der der Rotor 4 und der Kollektor 15 befestigt worden sind, in die Zentralbohrung 3 eingeführt.
Danach werden die einander gegenüberliegenden flachen Seitenflächen 18, die die Kupplungsaufnahmeöffnung 12 definieren, in die Führungsnuten 19 der Kupplung 17 eingeführt und die Kupplung 17 wird in die Kupplungsaufnahmeöffnung 12 geschoben. Danach wird die Frontfläche 24 der Kupplung 17 in Kontakt mit den Endflächen 23a der beiden Magneten 4 gebracht, indem die Kupplung 17 weiter eingeschoben wird.
In diesem Fall kann die gegenseitige Montage des Kollektors 15 und der Bürsten 16 leicht durchgeführt werden, da der Kollektor 15 die Form einer Trommel aufweist und der Kollektor 15 leicht zwischen den einander gegenüberstehenden Bürsten 16 angeordnet werden kann. Da weiterhin die elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 26 der Bürsten 16 bereits während der Herstellung der Kupplung gemacht worden sind, ist keine elektrische Verbindung (wie beispielsweise durch Löten) im Inneren des Motors während des Zusammenbaus des Motors 1 notwendig. Auf diese Weise kann die Effektivität beim Motorzusammenbau weiter beträchtlich erhöht werden.
Danach wird das ölgetränkte Lager 32 in die Aufnahme der Endklammer 13, die durch Tiefziehen hergestellt worden ist, eingepreßt. Die Endklammer 13 wird in der Öffnung 9 des Gehäuses 2 befestigt und der Flansch 38 des Gehäuses 2 wird über dieses gefaltet. Als Ergebnis ist die Öffnung 9 des Gehäuses 2 verschlossen und die innere Wandoberfläche der Klammer 13 liegt an der rückwärtigen Fläche 25 der Kupplung 17 an.
Dementsprechend ist die Kupplung 17 zwischen den Endflächen 23a, der Magneten 4 und der inneren Wandoberfläche der Endklammer 13 eingeklemmt. Die beiden Magneten 4 sind daher zwischen den ersten Anschlägen 5a, 5b und der Kupplung 17 fixiert und werden daran gehindert, sich in axialer Richtung zu bewegen.
In der Zwischenzeit wird als Reaktion auf die Federkräfte, die die Magneten 4 beaufschlagen, das wie oben beschrieben eingeführte Magnethalteelement 8 so beeinflußt, daß eine Kraft erzeugt wird, die das Magnethalteelement 8 in Richtung auf die dem Abtrieb gegenüberliegende Seite zu bewegen sucht. Wenn diese Kraft aufgebaut wird und die Reibungskraft, die gegen die Endflächen 7b der Magnete erzeugt wird, übersteigt, tritt ein Verschieben des Magnet-Feststell- Elements 8 in Richtung auf die Öffnung 9 auf. Selbst wenn diese Verschiebung stattfindet, wird niemals zugelassen, daß das Magnet-Feststell-Element 8 in Richtung auf die dem Abtrieb abgewandte Seite aus der Lage zwischen den Magneten 4 rutscht, da die Endflächen 8c der Schenkel 8b des Magnet-Feststell- Elements 8 an der Frontfläche 24 der Kupplung 17 anliegen. Eine Vergrößerung der Federkraft des Magnet-Feststell-Elements 8 und eine dementsprechende Erhöhung des Drucks gegen die Magneten 4 verursacht absolut keine Beeinträchtigung der Lagesicherung der Magneten 4. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die erhöhte Federkraft, obwohl sie eine anfängliche Verlagerung bewirkt, daran gehindert wird, das Element 8 zu verschieben, da es durch die Kupplung 17 am Platz gehalten wird.
Da die aus der Reaktion auf die Federkraft des Magnet-Feststell-Elements 8 gebildete Kraft nie dazu tendiert, das Feststell-Element 8 in Richtung auf die Abtriebsseite zu verschieben, besteht keine Notwendigkeit, irgendwelche Maßnahmen zu ergreifen, um das Magnet-Feststell-Element 8 daran zu hindern, in Richtung auf die Abtriebsseite verschoben zu werden.
Da ein Versatz der beiden Magneten 4 und eine Verschiebung des Magnet- Feststell-Elements 8 wie oben beschrieben ausgeschlossen werden, sind die beiden Magneten 4 sicher an der inneren Wandoberfläche des Gehäuses 2 fixiert.
Weiterhin wird das Magnet-Feststell-Element 8 niemals in Richtung auf die Rotorwelle 30 versetzt, da die einander gegenüberliegenden Endflächen 7b der Magneten 4 so ausgebildet sind, daß sie im wesentlichen auf die Mittelachse des Gehäuses 2 gerichtet sind. Die Schenkel 8b des Elements 8 werden so in dem spitzen Winkel gehalten, der zwischen den Endflächen 7b und der anschließenden Oberfläche des Gehäuses 2 gebildet ist.
Weiterhin kann die Abdichtbarkeit der Kupplung 17 während ihrer Anbringung leicht verbessert werden, da die Kupplungsaufnahmeöffnung 12 des Gehäuses 2 in einem flachen Bereich ausgebildet ist und in engen Kontakt mit der flachen Seite der Führungsnuten 19 der Kupplung 17 gelangt. Die gegenüberliegenden flachen Flächen 10 und 11 des Gehäuses 2 erleichtern die Installation des Motors 1.
Bei diesem Motor des geschlossenen Typs dehnt sich die im Motor 1 eingeschlossene Luft aus und zieht sich aufgrund von Temperaturdifferenzen wieder zusammen, wenn der Motor 1 in Betrieb ist oder wenn er stillsteht. Dies wird als Atmungsvorgang der Luft bezeichnet. Um diesem Atmungsvorgang Rechnung zu tragen, weist der Motor 1 der vorliegenden Erfindung eine Belüftungsöffnung 40 im Gehäuse 2 auf. Das Innere des Motors 1 steht mit der Umgebungsluft über diese Belüftungsöffnung 40 in Verbindung. Ohne dies kann die Kontraktion von Luft auf der Innenseite des Motors 1 alleine nicht auftreten. Das Durchsickern von Feuchtigkeit in das Innere des Motors 1 durch den feinen Spalt im gesäumten Teil der Endklammer 13 kann so nicht auftreten. Als Ergebnis dient die Belüftungsöffnung 40 dazu, das Auftreten von Kondensfeuchtigkeit, die dazu neigt, elektrische Fehlfunktionen zu verursachen, zu verhindern, ohne daß es notwendig wäre, ein Dichtmittel um den gesicherten Teil der Klammer 13 aufzutragen.
Um das Gehäuse 2 gegen Korrosion zu schützen, ist das Gehäuse 2 generell mit einer korrosionsschützenden Farbe, bevor der Motor zusammengebaut wird, beschichtet. Da der Motor gemäß der vorliegenden Erfindung keine wie oben beschrieben Wärmebehandlung benötigt, ist es nicht notwendig, ein Überzugsmaterial zu verwenden, das gegen Hitze genauso widerstandsfähig ist wie gegen Korrosion. Selbst mit einem relativ billigen Beschichtungs- bzw. Überzugsmaterial behält das beschichtete Gehäuse 2 eine genügend hohe Korrosionswiderstandsfähigkeit. Demgemäß weist der Motor nach der vorliegenden Erfindung den wirtschaftlichen Vorteil auf, daß an den Kosten für die verwendete Beschichtung gespart werden kann.
Die Figuren 5 und 6 sind ein Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung und eine perspektivische Ansicht der Kupplung dieser Ausführungsform.
Wie dargestellt weist die Kupplung 17 dieser Ausführungsform einen Rückhalteteil 43 auf, der einstückig mit dem Kupplungskörper 20 ausgebildet ist und der sich von der Frontfläche 24 in Richtung auf die Abtriebsseite erstreckt.
Dieser Rückhalteteil 43 ist so geformt, daß er an den Endflächen 23 der beiden Magneten 4 an der der Abtriebsseite abgewandten Seite anliegt, wenn die Kupplung 17 in ihre Lage in der Kupplungsaufnahmeöffnung 12 eingesetzt ist.
Die Kupplung 17 ist so konstruiert, wie oben beschrieben, nämlich gleichartig wie die Kupplung gemäß der vorherigen Ausführungsform und kann die beiden Magneten 4 an einer Lageänderung in Richtung auf die der Abtriebsseite abgewandten Seite hindern sowie das Magnet-Feststell-Element 8 an einem Verrutschen in Richtung auf die der Abtriebsseite abgewandten Seite.
Bei den beiden oben beschriebenen Ausführungsformen weist das Gehäuse 2 eine darin ausgeformte flache Seite 11 für die Kupplung 17 auf, um eine gute Abdichtung zum Zeitpunkt der Montage zu vereinfachen. Diese Form ist nicht kritisch für das Gehäuse 2. Die Erfindung kann genauso effektiv für ein zylinderförmiges Gehäuse verwendet werden wie für ein Gehäuse mit der oben erwähnten Form.
Die Bürsten 16 und die Blattfedern 22, die einstückig mit der Kupplung 17 ausgebildet sind, sind nicht auf die dargestellten Formen beschränkt, sondern können verschieden abgewandelt werden.
Die Mittelbohrung, um das Durchführen der Rotorwelle 30 zu ermöglichen, ist im Gehäuse 2 ausgeführt. Diese spezielle Lage ist jedoch nicht entscheidend. Wahlweise kann die Bohrung in der Endklammer 13 ausgebildet sein.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf einen Motor beschränkt, dessen Kollektor 15 die Form einer Trommel aufweist. Wahlweise kann sie auf einen sogenannten Flachmotor angewendet werden.
Wie oben beschrieben, ist bei der vorliegenden Erfindung die Kupplung so an dem Gehäuse angebracht, daß sie zwischen dem Magneten und der Endklammer eingeklemmt ist. Wenn die beiden teilkreisförmigen Magneten an den inneren Wandoberflächen des Gehäuses durch die Federkraft des federnden Rückhalteglieds gehalten werden, kann daher ein Verschieben des elastischen Rückhalteelements und ein Versatz der Magneten in axialer Richtung verhindert werden und die Magneten können sicher fixiert werden. Die Effektivität der Endmontage des Motors wird verbessert und die Abdichtbarkeit des Motors verbessert, da die Kupplungsaufnahmeöffnung in einer flachen Fläche ausgebildet ist und die Kupplung in dieser Kupplungsaufnahmeöffnung befestigt wird, indem sie aufgeschoben wird. Es besteht keine Notwendigkeit, Maßnahmen zu erwägen, um das elastische Rückhalteglied daran zu hindern, in Richtung auf das vordere Ende verschoben zu werden, da das elastische Rückhalteglied in Form des Buchstabens U ausgebildet ist. Gleichzeitig wird es so eingesetzt, daß die Seite der offenen Schenkel auf die Kupplungsseite gerichtet ist. Diese Tatsache trägt dazu bei, die Herstellung der Einzelteile des Motors zu vereinfachen.
Weiterhin werden die einander gegenüberliegenden Blattfedern, an denen die Bürsten befestigt sind, auf der Kupplung installiert. Als Ergebnis kann darauf verzichtet werden, elektrische Verbindungen im Innenraum des Motors herzustellen und eine verbesserte Zusammenbaueffektivität ist möglich.
Die vorliegende Erfindung schafft so eine Magnetrückhaltestruktur für einen Motor mit einem zylindrischen (Sack-) Gehäuse mit einer an einem Ende ausgebildeten Öffnung, einer Endklammer, die an dieser Öffnung befestigt ist und so gestaltet ist, daß sie die Öffnung verschließt, mit zwei teilweise kreisförmigen Magneten, die in das Gehäuse eingesetzt sind, mit einem Rotor, der durch von dem Magneten erzeugte magnetische Flußlinien gedreht wird, mit einer Bürste zum Zuführen von elektrischem Strom zu dem Rotor mittels eines Kollektors, und einer Kupplung zum Zuführen von externem elektrischen Strom zu der Bürste, wobei die Magnetrückhaltestruktur durch die Tatsache gekennzeichnet ist, daß eine Kupplungsaufnahmeöffnung zur Befestigung der Kupplung im Gehäuse ausgebildet ist, in dem eine Passage von der Öffnung des Gehäuses her ausgeschnitten ist, daß erste Stopper vorhanden sind, die mit den einander gegenüberliegenden Endflächen in axialer Richtung eines jeden Magnets zusammenwirken, die auf der der Öffnung gegenüberliegenden Seite angeordnet sind und die Lagen in axialer Richtung der Magneten auf der der Öffnung gegenüberliegenden Seite festlegen, und daß zweite Stopper vorhanden sind, die mit den Endflächen in Umfangsrichtung der Magneten zusammenwirken und die Lagen in Umfangsrichtung der Magneten festlegen und die auf der inneren Wandoberfläche des Gehäuses ausgebildet sind, daß ein elastisches Rückhalteelement gebildet ist, in dem ein federndes Material in die Form des Buchstaben U gebogen ist und so gestaltet ist, daß die Magneten durch die Federkraft in radialer Richtung nach außen gedrückt werden, und daß so zwischen den Endflächen eines jeden der Magneten eingeführt ist, die einander in Umfangrichtung gegenüberliegen, daß die offene Schenkelseite der Öffnungsseite zugewandt ist und die Kupplung in die Kupplungsaufnahmeöffnung von der Öffnungsseite her so geschoben wird, daß sie zwischen den benachbarten Teilen der Endflächen eines jeden der Magneten auf der Öffnungsseite, die die Einführung des elastischen Rückhalteelementes zulassen, und der inneren Wandfläche der Endklammer eingeklemmt ist.
Dank dieser Konstruktion sind die beiden Magneten an der inneren Wandoberfläche des Gehäuses fixiert, da die Federkraft des elastischen Rückhalteelements so wirkt, daß sie in radialer Richtung nach außen gepreßt werden und die Lage der beiden Magneten in Umfangsrichtung durch die zweiten Stopper festgelegt wird. Ein Versatz der beiden Magneten in axialer Richtung wird verhindert, da die Kupplung so in der Kupplungsaufnahmeöffnung angeordnet ist, daß sie zwischen der inneren Wandungsoberfläche der Endklammer und den zwei Magneten eingeklemmt wird, deren Lagen in axialer Richtung auf der der Öffnung gegenüberliegenden Seite durch die ersten Stopper festgelegt wird. Weiterhin wird die Montage der Kupplung sehr vereinfacht, da die Kupplung in die Kupplungsaufnahmeöffnung eingeschoben wird. Selbst dann, wenn das elastische Rückhalteelement sich in Richtung auf die Öffnung des Gehäuses bewegt, kommt der Endteil des elastischen Rückhalteglieds an der Kupplung zur Anlage und hindert das elastische Rückhalteglied an einem Verrutschen, da die Kupplung mit den benachbarten Teilen der Endflächen auf der Öffnungsseite eines jeden der Magneten kollidiert, die das elastische Rückhalteelement aufnehmen und weiter, da das elastische Rückhalteelement in Form des Buchstabens U so eingesetzt ist, daß die offene Schenkelseite in Richtung auf die Kupplung zeigt. Das elastische Rückhalteelement ist einfach herzustellen und es ist nicht notwendig, es mit irgendwelchen Mitteln zu versehen, die das elastische Rückhalteelement davon abhalten, in die zur Öffnung des Gehäuses entgegengesetze Richtung zu rutschen. So verkompliziert nichts die Herstellung des Gehäuses.

Claims

1. Elektromotor (1) mit:

einem Motorgehäuse (2) mit einem offenen Ende (9), das im wesentlichen durch eine Endplatte (13) verschlossen ist; mit einer Rotorwelle (30), die an einem Ende in der Endplatte und am anderen Ende im anderen Ende des Gehäuses drehbar gelagert ist; mit einem Kollektor (15) und einem auf der Rotorwelle angeordneten Rotor (36); mit einem Bürstenstromabnehmer (16), der so angeordnet ist, daß er auf dem Kollektor aufliegt; und mit zwei magnetischen Elementen (4) mit seitlich gebogenem Querschnitt, die in dem Gehäuse an die innere Oberfläche angrenzend montiert sind, wobei jedes Element eine axiale Endfläche (23b) aufweist, die entfernt von der Öffnung angeordnet ist und an einem axialen, an dem Gehäuse ausgebildeten Anschlag (5a, 5b) anliegt; und mit einem entfernbaren Vorsprung (17), der eine Lagerung für den Bürstenstromabnehmer und eine elektrische Kupplung (17) bildet, wobei die magnetischen Elemente (4) gegen die innere Oberfläche des Gehäuses mittels eines im wesentlichen U-förmigen, federnden Rückhalteelements (8) gedrückt werden, das einen Basisbereich (8a) und ein Paar sich von dem Basisbereich wegerstreckende Schenkel (8b) aufweist, wobei die Schenkel gegen die einander gegenüberliegenden ersten Umfangsendflächen (7b) der magnetischen Elemente (4) drücken und eine zweite Umfangsendfläche (7a) eines jeden der Elemente gegen entsprechende Umfangsanschläge (6a, 6b) an der inneren Oberfläche des Gehäuses gedrückt werden, wobei die Enden (8c) der Schenkel des Rückhalteelements, die dem Basisbereich abgewandt sind, generell dem offenen Ende des Gehäuses zugewandt sind;

dadurch gekennzeichnet, daß der entfernbare Vorsprung (17) in eine Öffnung (12) im Gehäuse eingefügt ist, wobei die Öffnung teilweise auch durch die angrenzende Oberfläche der Endplatte definiert ist, und daß der Vorsprung den Enden der Schenkel des Rückhalteelements zugewandt ist und in axialer Richtung an den magnetischen Elementen anliegt.

2. Motor nach Anspruch 1, bei dem der entfernbare Vorsprung verschiebbar in der Öffnung aufgenommen ist, wobei die Öffnung durch die Endplatte verschlossen wird.

3. Motor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Kupplung an den dem offenen Ende gegenüberliegenden, axialen Endflächen der magnetischen Elemente, die sich zu beiden Seiten des Rückhalteelements erstrecken, anliegt.

4. Motor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Kupplung einen Rückhaltevorsprung (43) aufweist, der an den dem offenen Ende gegenüberliegenden, axialen Endflächen (23a) der magnetischen Elemente anliegt, die sich zu beiden Seiten des Rückhalteelements erstrecken.

5. Motor nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, bei dem die Bürsten des Bürstenstromabnehmers auf mit der Kupplung verbundenen Blattfedern (22) montiert sind.

6. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Öffnung in einem flachen Bereich des Gehäuses ausgebildet ist.

7. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jede erste Umfangsendfläche mit der angrenzenden Oberfläche des Gehäuses eine Ausnehmung definiert, zumindest in dem Bereich, in dem die Schenkel gegen die ersten Umfangsendflächen gedrückt werden, um zu verhindern, daß das Rückhalteelement radial nach innen versetzt wird.

8. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kollektor zylindrisch ist.