PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19521425B4 29.03.2007
Titel Handwerkzeugmaschine mit Elektromotor, sowie deren Elektromotor mit Zentrierringen an den Stirnseiten des Polrohres
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Kabatnik, Wilfried, Dipl.-Ing. (FH), 70771 Leinfelden-Echterdingen, DE
DE-Anmeldedatum 14.06.1995
DE-Aktenzeichen 19521425
Offenlegungstag 19.12.1996
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.03.2007
IPC-Hauptklasse B25F 5/00(2006.01)A, F, I, 20061020, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B25F 5/02(2006.01)A, L, I, 20061020, B, H, DE   H02K 5/15(2006.01)A, L, I, 20061020, B, H, DE   H02K 7/14(2006.01)A, L, I, 20061020, B, H, DE   H02K 5/26(2006.01)A, L, I, 20061020, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine mit Elektromotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. von einem Elektromotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10. Es ist schon eine Handwerkzeugmaschine mit Elektromotor bekannt (DE 33 11 557 A1), deren Elektromotor einen mit Lagerschild versehenen Stator aufweist, in dem ein Rotor drehbar gelagert ist. Die Lagerung des Rotors gegenüber dem Stator in Lagerschilden hat den Vorteil einer guten Zentrierbarkeit, so daß Berührungen zwischen Rotor und Stator im Betrieb der Handwerkzeugmaschine weitgehend vermeidbar sind. Andererseits ist mit dieser Art der Lagerung ein größerer Platzbedarf und ein größerer Fertigungsaufwand verbunden.

Aus der DE 35 02 449 A1 ist eine Handwerkzeugmaschine mit Elektromotor bekannt, dessen Rotor in Lagerstellen direkt gegenüber dem Maschinengehäuse gelagert ist und dessen Stator ebenfalls gegenüber dem Maschinengehäuse festgelegt ist. Damit Rotor- und Statorachse möglichst gut fluchten, sind der Rotor und der Stator im Maschinengehäuse präzise anzuordnen. Da der üblicherweise durch ein Polrohr gebildete Außenumfang des Stators in der Regel keinen hohen Maßtoleranzen unterliegt, erfolgt dessen Lagerung im Maschinengehäuse über eine hülsenförmige, in radialer Richtung elastische Manschette. Begünstigt durch das in Topfbauweise geformte Gehäuse ergibt sich dadurch eine zufriedenstellende Zentrierung des Stators, wobei allerdings infolge der radial elastischen Manschette bei Stoßbelastungen eine unerwünschte Verschiebung des Stators, im Extremfall sogar eine Berührung von Rotor und Stator auftreten kann.

Aus DE 2037993 B ist ein Gehäuse für Kleinmotoren bekannt, dessen Gehäusemantel, ein als Lagerschild dienender Deckel und eine Bürstenträgerplatte sich in einem Arbeitsgang zusammenbauen lassen. Dazu weist das Lagerschild einen Zentrierbund mit Axialanschlag und radialen Vorsprüngen auf, die jeweils in eine zwischen einem Klemmlaschenpaar befindliche Ausnehmung im Rand des Gehäusemantels eingeführt und dort von den Klemmlaschen umfasst sind. Die Bürstenträgerplatte ist über Vorsprünge, die in Ausnehmungen im Rand des Gehäusemantels eingreifen, zwischen Gehäusemantel und Lagerschild eingeklemmt.

Aus GB 1597457 ist ferner ein Elektromotor bekannt, bei dem ein ringförmiger Befestigungsflansch am Gehäuse um die Ankerwelle herum fixiert ist und ein ringförmiges Verbindungsteil am Deckel fixiert ist. Mit Hilfe des ringförmigen Verbindungsteils wird der Elektromotor im Gehäuse des anzutreibenden Gerätes montiert.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. der erfindungsgemäße Elektromotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 10 hat demgegenüber den Vorteil, daß eine positionsgenaue Lagerung des Stators auch bei zweischalig aufgebautem Maschinengehäuse gewährleistet ist, ohne daß bezüglich des Außenumfangs des Stators hohe Toleranzanforderungen bestehen. Die Art und Weise der Lagerung ermöglicht insbesondere auch die Verwendung von Elektromotoren aus der Großserienfertigung, die für einen anderen Verwendungsfall auch mit Lagerschild versehen werden können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Handwerkzeugmaschine möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Elektromotor, 2 eine Ansicht eines Stators des Elektromotors, 3 und 4 jeweils Ansichten eines Zentrierringes und 5 eine Teilansicht einer Gehäuseschale einer Handwerkzeugmaschine.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In 1 ist mit 10 ein Elektromotor bezeichnet, der in bekannter Weise einen Stator 11 und einen Rotor 12 aufweist. Der Rotor 12 hat eine Rotorwelle 12a, die einen Anker 13 mit Wicklung 13a trägt. Mittels Lager 14, 15 ist die Rotorwelle 12a gegenüber einem Gehäuse 52 (5) einer Handwerkzeugmaschine lagerbar. An einem Ende der Rotorwelle 12a ist ein Antriebsritzel 18 vorgesehen, während nahe einem anderen Ende der Rotorwelle 12a auf dieser ein Kollektor 19 sitzt.

Der Stator 11 umgibt den Rotor 12 im Bereich seines Ankers 13 zwischen Antriebsritzel 18 und Kollektor 19. Der Stator 11 ist aus einem hohlzylindrischen Polrohr 20 aufgebaut, an dessen Innenwandung 21 Magnete 22 gehaltert sind. Das Polrohr 20 ist an seinen beiden Stirnseiten 23, 24 mit Ausnehmungen 25 versehen, die in einer anderen Verwendung des Elektromotors 10 zur Befestigung von Lagerbügeln bzw. Lagerschilden am Polrohr 20 dienen. In die Ausnehmungen 25, die sich paarweise um 180° versetzt wiederholen, greifen jeweils Nasen 26 eines Zentrierrings 27 ein. An jeder Stirnseite 23, 24 des Polrohres 20 ist ein derartiger Zentrierring 27 aufgesetzt. Die Zentrierringe 27 haben die Aufgabe, den Stator 11 gegenüber dem Gehäuse 52 der Handwerkzeugmaschine festzulegen und für eine genaue Ausrichtung von Stator 11 und Rotor 12 zu sorgen.

Das Polrohr 20 besteht aus einem Stahlrohr, dessen Innendurchmesser 30 (2) eng toleriert ist, da die in das Polrohr 20 eingesetzten Magnete 22 eine definierte äußere Anlagefläche benötigen. Aufgrund einer relativ groben Dickentoleranz der Wandung des Polrohres 20 in Verbindung mit der engen Toleranz des Innendurchmessers 30 hat das Polrohr 20 einen relativ ungenauen Außendurchmesser 31, der für die Lagerung des Stators 11 im Gehäuse 52 der Handwerkzeugmaschine ungeeignet ist. Insbesondere wenn dieses schalenförmig aufgebaut ist, wird ein genau tolerierter Außendurchmesser 31 benötigt, damit der Stator 11 möglichst spielfrei und zentrisch zur Rotorwelle 12a im Gehäuse 52 aufgenommen werden kann.

Eine solche exakte Aufnahme des Stators 11 im Gehäuse 52 der Handwerkzeugmaschine wird durch die beiden gleichartigen Zentrierringe 27, die vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt sind, gewährleistet. Die in den 3 und 4 näher dargestellten Zentrierringe 27 greifen mit zwei einander diametral gegenüberliegenden, in ihrem Außendurchmesser 33 eng tolerierten Vorsprüngen 34 axial in das Polrohr 20 ein und werden somit gegenüber dem ebenfalls eng tolerierten Innendurchmesser 30 des Polrohres 20 zentriert. Die Zentrierringe 27 haben selbst einen bezüglich der Maß- und Lagetoleranz genau hergestellten Außendurchmesser 35, so daß sie mit ihrem Außenumfang 36 positionsgenau im Gehäuse 52 der Handwerkzeugmaschine festlegbar sind, wodurch insgesamt eine hohe Positionsgenauigkeit des Stators 11 im Gehäuse 52 der Handwerkzeugmaschine gegeben ist.

In 2 ist der Stator 11 von der Seite gesehen dargestellt. Man erkennt dort eine Stirnseite 23 des Polrohres 20, die mit den diametral zueinander liegenden stirnseitigen Ausnehmungen 25 versehen ist, in die die Nasen 26 zur Bildung einer drehschlüssigen Verbindung eingreifen können. Darüber hinaus sind zusätzliche Ausnehmungen 40 von unterschiedlicher Größe und Lage in den Stirnseiten 23, 24 des Polrohres 20 vorgesehen, mit deren Hilfe beispielsweise eine richtige Polung des Stators 11 beim Magnetisieren in einer Magnetisiereinrichtung gewährleistet wird. In diese unsymmetrisch angeordneten Ausnehmungen 40 greifen entsprechende Nasen 41 (siehe 4) am Zentrierring 27 ein. Diese Ausnehmungen 40 führen dazu, daß sich die Zentrierringe 27 nur in einer bestimmten Lage zum Polrohr 20 und damit unverwechselbar an dieses ansetzen lassen. Die Ausnehmungen 40 in den Stirnseiten 23, 24 des Polrohres 20 können auch dazu benutzt werden, die Lage des Stators 11 im Gehäuse 52 der Handwerkzeugmaschine festzulegen.

In 5 ist beispielhaft das Innere einer Gehäuseschale 52a eines zweischaligen Gehäuses 52 einer Handwerkzeugmaschine dargestellt. Gestrichelt angedeutet ist der in die Gehäuseschale 52a eingesetzte Stator 11 mit den beiden stirnseitig an das Polrohr 20 angeordneten Zentrierringen 27. Im Gehäuse 52 sind von der Gehäusewandung nach Innen vorstehende Gehäuserippen 53 vorgesehen, die bei in das Gehäuse 52 eingesetztem Stator 11 in entsprechende Ausnehmungen 40 an den Stirnseiten 23, 24 des Polrohres 20 radial eingreifen und die das Einsetzen des Stators 11 bei nicht paßgenauer Lage verhindern.

Der positionsgenauen Anordnung des Stators 11 im Gehäuse 52 der Handwerkzeugmaschine dienen auch Vorsprünge 42a, b (siehe auch 3) auf der dem Polrohr 20 abgewandten Seite der Zentrierringe 27. Die Vorsprünge 42a, b sind hinsichtlich ihrer Breite unterschiedlich ausgebildet und zum Eingriff in entsprechende Freiräume 54a, b (5) zwischen radial nach innen vorspringenden Stegen 55, 56 in den Gehäuseschalen 52a, b vorgesehen. Ein schmaler Vorsprung 42a korrespondiert hierbei mit einem entsprechend schmal ausgebildeten Freiraum 54a und ein breiter ausgebildeter Vorsprung 42b ist zum Eingriff in einen entsprechend breit ausgebildeten Freiraum 54b bestimmt. Somit läßt sich der Stator 11 lediglich in einer ganz bestimmten Lage in das Gehäuse 52 einsetzen. Bei falsch eingelegtem Stator 11 lassen sich die Gehäuseschalen 52a, b nicht zusammenfügen. In 5 ist auch ein Lagerbock 57 für das Lager 15 der Rotorwelle 12a gezeigt.

Wie aus 2 hervorgeht, werden die Magnete 22 mittels Blattfedern 45, 46 die über Nieten 47, 48 an der Innenwandung 21 des Polrohres 20 gehalten werden, nach außen gegen die Innenwandung 21 des Polrohres 20 gedrückt. In axialer Richtung verhindern die an das Polrohr 20 seitlich angesetzten Zentrierringe 27 ein Herausgleiten der Magnete 22.

Wie in 1 erkennbar ist, läßt sich zusätzlich an wenigstens einem Zentrierring 27 ein Luftführungsgehäuse 51 an einen Innenrand 50 der Zentrierringe 27 anfügen. Aus Montagegründen kann das Luftführungsgehäuse 51 mit einem Deckelring 52 versehen sein, der am Luftführungsgehäuse 51 zentriert wird. In einer anderen Ausführungsform kann das Luftführungsgehäuse 51 an einem der Zentrierringe 27 angespritzt sein, so daß ein Spritzteil gespart und zusätzlich Bauraum besser genutzt werden kann.


Anspruch[de]
Handwerkzeugmaschine mit Elektromotor (10), der einen Rotor (12) mit Rotorwelle (12a) hat, welche in Lagern (14, 15) in einem Gehäuse (52) der Handwerkzeugmaschine gelagert ist, und mit einem Stator (11), der die Rotorwelle (12a) im Bereich eines Ankers (13) umgibt, wobei der Stator (11) seinerseits im Gehäuse (52) der Handwerkzeugmaschine separat gelagert ist und ein hohlzylindrisches Polrohr (20) hat, an dessen Innenwandung (21) Magnete (22) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur positionsgenauen Lagerung des Stators (11) im Gehäuse (52) der Handwerkzeugmaschine an Stirnseiten (23, 24) des Polrohres (20) jeweils Zentrierringe (27) angeordnet sind, die einerseits am Polrohr (20) zentriert sind und die andererseits mit ihrem Außenumfang (36) den Stator (11) im Gehäuse (52) lagern. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zentrierringen (27) axiale Vorsprünge (34) vorgesehen sind, die in das Polrohr (20) axial eingreifen, an der Innenwandung (21) des Polrohres (20) anliegen und somit die Zentrierringe (27) gegenüber der Innenwandung (21) des Polrohres (20) zentrieren. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an freien Enden der Vorsprünge (34) Einführschrägen (37) vorgesehen sind. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnseiten (23, 24) des Polrohres (20) Ausnehmungen (25) vorgesehen sind, in die an den Zentrierringen (27) angeordnete Nasen (26) axial eingreifen. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stirnseiten (23, 24) des Polrohres (20) zusätzliche Ausnehmungen (40) vorgesehen sind, die hinsichtlich ihrer Lage und Größe derart unterschiedlich sind, daß die Zentrierringe (27) nur in einer bestimmten Drehposition am Polrohr (20) unverwechselbar angebracht sind. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (22) über radial vorgespannte Blattfedern (45, 46) an der Innenwandung (21) des Polrohres (20) gehalten werden, wobei die Magnete (22) in axialer Richtung von den an das Polrohr (20) angesetzten Zentrierringen (27) gesichert werden. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zentrierringen (27) auf ihrer dem Polrohr (20) abgewandten Seite jeweils Vorsprünge (42a, b) mit unterschiedlicher Breite diametral versetzt ausgebildet sind, die in entsprechende Freiräume (54a, b) unterschiedlicher Breite eingreifen, die in Gehäuseschalen (52a, 52b) des Gehäuses (52) der Handwerkzeugmaschine zwischen radial nach innen vorspringen Stegen (55, 56) gebildet sind. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem der Zentrierringe (27) ein Luftführungsgehäuse (51) angesetzt ist, das durch einen Innenrand (50) des Zentrierringes (27) zentriert wird. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem der Zentrierringe (27) ein Luftführungsgehäuse (51) einstückig angeformt ist. Elektromotor für eine Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, der einen Rotor (12) mit Rotorwelle (12a) hat und mit einem Stator (11) versehen ist, der die Rotorwelle (12a) im Bereich eines Ankers (13) umgibt und der ein hohlzylindrisches Polrohr (20) hat, an dessen Innenwandung (21) Magnete (22) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß an Stirnseiten (23, 24) des Polrohres (20) jeweils Zentrierringe (27) angeordnet sind, die einerseits am Polrohr (20) zentriert sind und die andererseits mit ihrem Außenumfang (36) der Lagerung des Stators (11) in einem Gehäuse (52) der Handwerkzeugmaschine dienen.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com