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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Elektromotoren und insbesondere
auf Merkmale, die den Zusammenbau des Elektromotors unterstützen.
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Elektromotoren
werden in einer Vielzahl von Anwendungen, einschließlich angetriebener
Werkzeuge, verwendet. Solche Elektromotoren umfassen normalerweise
eine Motorwelle, einen Motoranker, Magnete, eine Kommutatoranordnung,
Bürstenhalter und
elektrische Leitungen. Die elektrischen Leitungen verbinden wahlweise
die Bürsten
mit einer Stromquelle. Der Motoranker ist feststehend für die Drehung
mit der Motorwelle angebracht, und eine Reihe von Kupferleitungsdrähten ist
in verschiedenen Mustern um Umfangsschlitze gewickelt. Die Enden
der Drähte
sind mit dem Kommutator verschmolzen. Der Kommutator ist feststehend
für die
Drehung mit der Motorwelle angebracht und stellt eine elektrische
Verbindung zwischen dem sich drehenden Anker und den feststehenden
Bürsten
bereit.
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Diese
Komponenten sind im Allgemeinen in einem Statorringgehäuse untergebracht.
Das Statorringgehäuse
ist normalerweise ein im Allgemeinen hohles zylindrisches Element
mit mindestens einem offenen Ende. Das offene Ende ist normalerweise durch
eine Endplatte verschlossen, die an dem Statorringgehäuse angebracht
ist. Somit besteht normalerweise die Notwendigkeit, die Befestigungsmerkmale
an dem Statorringgehäuse
während
des Zusammenbaus mit den entsprechenden Befestigungsmerkmalen an
der Endplatte auszurichten. Es ist weiterhin erwünscht, die Verwendung von mechanisch wirkenden
Ausrichtungsmerkmalen zu minimieren, weil mit solchen Merkmalen
oft z. B. ein erhöhter Platzbedarf,
erhöhte
Kosten und Schwierigkeiten bei der Herstellung verbunden sind.
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Ein
Beispiel einer dem Stand der Technik entsprechenden Vorrichtung
ist in der
US 5 268 607 offenbart.
Die
US 3 414 747 offenbart
einen Elektromotor gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Elektromotor bereitgestellt
mit:
einem Statorringgehäuse
mit einem offenen Ende, einem Befestigungselement, das dem offenen
Ende zugeordnet ist, und mehreren visuellen Ausrichtungselementen,
die dem offenen Ende zugeordnet sind, und mit einem Flansch, und
einer
Endplatte, die ausgestaltet ist, das offene Ende zu schließen, wobei
die Endplatte mehrere zusammenwirkende visuelle Ausrichtungselemente,
die in einer Oberfläche
der Endplatte ausgebildet sind, und ein zusammenwirkendes Befestigungselement
aufweist, wobei die Endplatte ausgestaltet ist, nach einer visuellen
Ausrichtung der Ausrichtungselemente die Befestigungselemente miteinander
auszurichten, dadurch gekennzeichnet, dass die visuellen Ausrichtungselemente
und die zusammenwirkenden visuellen Ausrichtungselemente linienförmig sind,
dass der Flansch Kanten hat, die als das visuelle Ausrichtungselement
des Statorringgehäuses
dienen und wobei das zusammenwirkende visuelle Ausrichtungselement
der Endplatte Verstärkungsrippen
sind und dass die mehreren visuellen Ausrichtungselemente ein längeres längliches
Element und ein kürzeres
längliches
Element sind und dass die mehreren zusammenwirkenden visuellen Ausrichtungselemente
ein zusammenwirkendes längeres
längliches
Element und ein zusammenwirkendes kürzeres längliches Element sind.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Elektromotor mit
einem Statorringgehäuse
und einer Endplatte bereitgestellt. Das Statorringgehäuse weist
ein offenes Ende, ein dem offenen Ende zugeordnetes Befestigungselement
und ein dem offenen Ende zugeordnetes visuelles Ausrichtungselement
auf. Die Endplatte ist ausgestaltet, das offene Ende zu verschließen, und
hat ein zusammenwirkendes visuelles Ausrichtungselement, das in
einer Oberfläche
der Endplatte gebildet ist. Die Endplatte ist ausgestaltet, nach
dem visuellen Ausrichten der Ausrichtungselemente miteinander die
Befestigungselemente miteinander auszurichten.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Statorringgehäuse ein offenes
Ende, mehrere dem offenen Ende zugeordnete Befestigungselemente,
ein längeres
längliches visuelles
Ausrichtungselement und ein dem offenen Ende zugeordnetes kürzeres längliches
visuelles Ausrichtungselement auf. Die Endplatte ist ausgestaltet,
das offene Ende zu verschließen.
Die Endplatte weist mehrere zusammenwirkende Befestigungselemente
und ein zusammenwirkendes längeres
längliches
visuelles Ausrichtungselement und ein zusammenwirkendes kürzeres längliches
Ausrichtungselement auf.
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Gemäß einem
noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Statorringgehäuse ein von
einem Flansch umgebenes offenes Ende mit einem Befestigungselement
und einer geradlinigen Kante auf. Die Endplatte ist ausgestaltet,
das offene Ende zu verschließen,
und weist ein zusammenwirkendes Befestigungselement und ein geradliniges
visuelles Ausrichtungselement auf, das ausgestaltet ist, das Statorringgehäuse und
die Endplatte nach dem visuellen Ausrichten der geradlinigen Kante
benachbart zu dem geradlinigen visuellen Ausrichtungselement in
geeigneter Weise zueinander auszurichten.
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Gemäß einem
noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zur Herstellung einer Elektromotoranordnung zur Verfügung gestellt.
Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Statorringgehäuses mit
mehreren Befestigungselementen und mit einem visuellen Ausrichtungselement,
das Bereitstellen einer Oberfläche
einer Endplatte mit einem zusammenwirkenden visuellen Ausrichtungselement
darin, das, wenn es mit dem visuellen Ausrichtungselement des Gehäuses ausgerichtet ist,
das Statorringgehäuse
und die Endplatte in geeigneter Weise relativ zueinander ausrichtet,
und das Ausrichten der visuellen Anzeigen des Statorringgehäuses mit
den visuellen Anzeigen der Endplatte mit visueller Bezugnahme darauf
und ohne Bezugnahme auf die mehreren Befestigungselemente.
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Weitere
Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden
ausführlichen
Beschreibung zu erkennen. Es sollte so verstanden werden, dass die
ausführliche
Beschreibung und die spezifischen Beispiele, wenn sie auch die bevorzugte
Ausführung
der Erfindung aufzeigen, lediglich für Erläuterungszwecke bestimmt sind
und nicht dazu, den Schutzumfang der Erfindung einzuschränken.
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Die
vorliegende Erfindung kann aus der ausführlichen Beschreibung und den
beigefügten
Zeichnungen besser verstanden werden, wobei
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1 eine
Explosions-Perspektivansicht einer bevorzugten Motoranordnung gemäß den Ausführungen
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
Querschnittsansicht des Statorringgehäuses aus 1 ist;
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3 eine
Querschnittsansicht ähnlich
der aus 2 ist, die jedoch zusätzliche
Komponenten der Statorringgehäuse-Unterbaugruppe
enthält;
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4 eine
perspektivische Ansicht der Abdeckplatten-Unterbaugruppe ist;
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5 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 aus 4 ist;
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6 eine
perspektivische Ansicht ähnlich der
aus 4 ist, die die Statorringgehäuse-Unterbaugruppe und die
Abdeckplatten-Unterbau-gruppe zusammengebaut
darstellt;
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7 eine
schematische partielle Querschnittsansicht der Abdeckplatte zusammengesetzt mit
einem Werkzeug ist;
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8 eine
Teil-Perspektivansicht des Statorringgehäuses mit daran angebrachter
Bürstenanordnung
ist;
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9 eine
Explosionsansicht einer bevorzugten Bürstenanordnung ist;
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10 eine
perspektivische Ansicht der zusammengebauten Bürstenanordnung aus 9 ist;
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11 eine
Ansicht der zusammengebauten Bürstenanordnung
aus 10 von unten ist; und
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12 eine
perspektivische Ansicht ist, die die Bürstenanordnung angebracht an
dem Statorringgehäuse
darstellt.
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Die
nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführung(en) ist rein beispielhaft
und in keiner Weise dazu bestimmt, die Erfin dung, ihre Anwendung
oder Verwendungen einzuschränken.
So kann zum Beispiel der Motor, obwohl er hierin bezüglich seiner
Benutzung in Verbindung mit einem angetriebenen Werkzeug dargestellt
und beschrieben wird, auch für
verschiedene andere Anwendungen benutzt werden.
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Bezug
auf 1 nehmend, ist dort eine bevorzugte Ausführung eines
Motors 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Der Motor 10 weist ein Statorringgehäuse 12,
Bürstenanordnungen 14, ein
Motorgehäuse 16,
ein Leitblech 18, einen Anker 20, einen Kommutator 22,
eine Welle 24, eine Endplatte 26 und vordere und
hintere Lager 27 bzw. 28 auf. Das Gehäuse 12 ist
vorzugsweise aus einem einzigen integralen Teil gebildet und weist
einen im Wesentlichen zylindrischen Flansch 30 auf. Der Flansch 30 weist
jedoch eine kürzere,
längliche,
geradlinige Kante 32 (oder kurze, ebene Abflachung) und
eine längere,
längliche,
geradlinige Kante 34 (oder längere, ebene Abflachung) auf.
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Bezug
auf die 1 und 2 nehmend,
ist das Statorringgehäuse 12 ein
im Wesentlichen rohrförmiger
Körper.
Beim Formen des Gehäuses 12 ist es
vorteilhaft, das Verziehen während
der Abkühlung des
thermoplastischen Materials zu verringern. Das erleichtert eine
korrekte Ausrichtung des Motorgehäuses 16 mit dem Lager 28 (und
wiederum mit der Welle 24 und dem Anker 20). Das
Gehäuse 12 weist daher überall dort,
wo es möglich
ist, Wände
mit einer im Wesentlichen konstanten Stärke auf. So weist zum Beispiel
das Gehäuse 12 eine
entsprechende ebene Abflachung 13 auf, die mit der längeren,
ebenen Abflachung 34 des Flansches 30 ausgerichtet
ist. Die Innenseite des Gehäuses 12 weist
ebenfalls die entsprechende ebene Abflachung 13 auf, um
die konstante Wandstärke
einzuhalten. Vorzugsweise variiert die im Wesentlichen konstante
Wandstärke um
weniger als etwa fünfzehn
Prozent und bevorzugter um weniger als etwa fünf Prozent. Es ist weiterhin bevorzugt,
dass das Statorringgehäuse 12 eine
im Wesentlichen konstante Wandstärke über zumindest etwa
85% seines Oberflächenbereiches
(im vorliegenden Fall unter Ausschluss der verdickenden Vorsprünge an dem
Flansch, der Positionierungsrippen und des konischen Schraubeneinführsegments)
und bevorzugter über
zumindest etwa 90% und sogar noch bevorzugter über zumindest etwa 95%, aufweist.
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Um
den Flansch 30 zu verstärken,
ist eine Reihe von in radialer Richtung ausgerichteten, den Flansch
verstärkenden
Rippen 35 (am besten in 6 zu erkennen)
zwischen dem Flansch 30 und dem benachbarten Wandsegment
des Gehäuses 12 angeordnet.
Zusätzlich
weist der Flansch 30 verdickte Verstärkungsvorsprünge 37 (am
besten in 6 zu erkennen) um die Vielzahl
von Öffnungen 39 herum
auf, die beim Anbringen des Flansches 30 des Statorringgehäuses 12 an
die Endplatte 26 verwendet werden. Am Ende des Gehäuses 12 ist
gegenüber
dem Flansch 30 ein konisches Endsegment 41 vorgesehen.
Die innere Oberfläche 39 des
Endsegments 41 hat eine konische Form und führt zu einem hinteren
Lagerhohlraum 29, der angepasst ist, das hintere Lager 28 aufzunehmen
und zu halten. Die Wände
an dem entfernten Ende des konischen Segments sind geringfügig verdickt,
um das hintere Lager 28 abzustützen. Eine Reihe von in radialer
Richtung ausgerichteten, das Endsegment verstärkenden Rippen 43 ist
ebenfalls vorgesehen. Weiterhin weisen mehrere der in radialer Richtung
ausgerichteten Endsegment-Stabilisierungsrippen 43 eine
Nut 45 auf, die eine Kabelklemme bildet, die angepasst
ist, ein elektrisches Kabel zu halten. Es ist bevorzugt, dass die
den Flansch verstärkenden
Rippen 35 und die das Endsegment verstärkenden Rippen 43 eine Stärke aufweisen,
die etwa 75% der im Wesentlichen konstanten Wandstärke entspricht.
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Die
innere Oberfläche 38 des
Gehäuses 12 weist
eine Vielzahl von gebogenen Rippen 36 auf, die auf präzise Abmessungen
geformt sind, um das Motorgehäuse 16 genau
um eine Mittelachse des Gehäuses 12 auszurichten.
Die Genauigkeit wird dadurch erreicht, indem zuerst die Form erzeugt
wird, aus der das Gehäuse 12 mit
kleinen gebogenen Rippen 36 hergestellt wird, und schrittweise
die Stärke der
Rippen 36 auf der Basis der Formergebnisse erhöht wird,
wodurch jedes Verziehen während
des Spritzgießens
berücksichtigt
wird. Die Rippen 36 sind so gebogen, dass sie der äußeren Krümmung des Motorgehäuses 16 entsprechen.
Das Ende der gebogenen Rippen 36 nahe dem offenen Ende
des Gehäuses 12 hat
eine andere Stärke.
Diese Stärke
ist jedoch ebenfalls schrittweise vergrößert worden, um mit einem Element
(dessen Kante mit 64 bezeichnet in 4 angezeigt
ist) der Endplatte 26 zusammenzuwirken, um das Gehäuse 12 und
die Endplatte 26 genau koaxial zueinander zu positionieren.
An seiner größten Abmessung
ist die Gesamtwandstärke
des Gehäuses 12 an
der gebogenen Ausrichtrippe 36 vorzugsweise geringer als
etwa das Zweifache der im Wesentlichen konstanten Wandstärke und
noch bevorzugter geringer als etwa das 1,5-fache. Die innere Fläche 38 weist
eine Ausrichtungsrippe 40 auf, die mit einer entsprechenden
Ausrichtungsausnehmung 42 an dem Motorgehäuse 16 zusammenwirkt,
um das Motorgehäuse 16 in
Drehbewegungsrichtung in dem Gehäuse 12 auszurichten.
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Bezug
auf 3 nehmend, sind dort das Gehäuse 12, das Motorgehäuse 16 und
das Lüfterleitblech 18 zusammengebaut
dargestellt. Die Nuten 44 in dem Motorgehäuse 16 wirken
mit Vorsprüngen 46 zusammen,
die sich von dem Lüfterleitblech 18 erstrecken,
um diese beiden Bauteile zueinander auszurichten (wie es am besten
in 1 zu erkennen ist). Das dient weiterhin dazu,
das Leitblech 18 mit dem Gehäuse 12 auszurichten,
da das Motorgehäuse 16 und
das Gehäuse 12 durch
die Ausrichtungsrippe 40 und die zusammenwirkende Ausnehmung 42 ausgerichtet
sind. Das Gehäuse 12 weist
zwei Schraubeneinführöffnungen 48 mit
einem zugeordneten zylindrischen Führungselement 50 auf,
die mit entsprechenden Schraubenaufnahmeöffnungen 52 mit zugeordneten
konischen Führungselementen 54 des
Lüfterleitblechs 18 zusammenwirken.
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Vorzugsweise
weist jede Schraubeneinführöffnung 48 des
Gehäuses 12 ein
längliches
zylindrisches Segment 50 auf, das als ein zylindrisches
Führungselement
wirkt. Weiterhin weist jede Schraubenaufnahmeöffnung 52 des Leitblechs 18 vorzugsweise ein
konisches Element 54 an ihrem Aufnahmeende auf, das als
konisches Führungselement
wirkt, wodurch eine Öffnung
mit vergrößertem Durchmesser am äußeren Ausgangspunkt
der Öffnung 52 bereitgestellt
wird. Das längliche
zylindrische Segment 50 ist angepasst, um selbst dann eine
Spitze der Schraube 56 dadurch und in das konische Segment 54 zu
führen,
wenn das Motorgehäuse 16 durch
die Magnete 56 magnetisiert ist. Gleichermaßen sind
der Durchmesser und die Neigung des konischen Segments 54 angepasst,
ein entferntes Ende der Schraube 58 aufzunehmen, das durch
die Schraubeneinführöffnung 48 verläuft, und
es selbst dann nach unten in die Schraubenaufnahmeöffnung 52 zu
führen, wenn
das Motorgehäuse 18 magnetisiert
ist. Vorzugsweise beträgt
der Durchmesser des konischen Segments an seinem äußeren Ende
zumindest etwa das Zweifache des Durchmessers der Einführöffnung 48 und
bevorzugter zumindest etwa das 2,5-fache des Durchmessers der Einführöffnung 48.
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Weiter
Bezug auf 3 nehmend, haben sowohl die
zylindrischen Führungselemente 50 als auch
die konischen Führungselemente 54 ein
Segment, das sich von der Wand des entsprechenden Teils (Gehäuse 12 bzw.
Leitblech 18) weg erstreckt. Weiterhin ist jedes dieser
sich davon erstreckenden Segmente ein teilweise zylindrisches Wandelement, das
auf einer Seite durch die innere Oberfläche des Motorgehäuses 16 begrenzt
ist. Somit wirken diese Verlängerungselemente
mit der inneren Oberfläche des
Motorgehäuses 16 zusammen,
um die Schraube 58 zu führen
und aufzunehmen, wie es vorher beschrieben ist. Weiterhin ist die
Schraubenaufnahmeöffnung 52 angepasst,
einen Bereich bereitzustellen, in das sich das Gewinde der Schraube 58 selbst
einschneidet.
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Zusätzlich zu
dem konischen Führungselement 54 und
seiner zugeordneten Schraubenaufnahmeöffnung 52, weist das
Leitblech 18 eine in Querrichtung verlaufende Wand 53 mit
einer Öffnung 55 dadurch
auf. Weiterhin erstrecken sich benachbart zu der Öffnung 55 zwei
gegenüberliegende
Führungswände 57,
jede mit einem der gegenüberliegend
angeordneten Magnete 56 ausgerichtet, unter einem Winkel
von neunzig Grad zu der in Querrichtung verlaufenden Wand 53.
Die Führungswände 57 sind
angepasst, den Anker 20 an der Motormagnetanordnung 56 vorbeizuführen, ohne
diese zu berühren
und zu beschädigen.
Die Führungswände 57 erstrecken sich
vorzugsweise über
eine axiale Länge,
die zumindest etwa 65% des Abstands von der in Querrichtung verlaufenden
Wand 53 bis zu einer Kante der Magnetanordnung 56 beträgt, und
bevorzugter zumindest etwa 75%. Es ist weiterhin bevorzugt, dass
die Führungswände 57 angepasst
sind, zu verhindern, dass eine Achse des Ankers 20 um mehr
als etwa drei Grad von der Endstellung der Achse des Ankers 20 abweicht,
und noch bevorzugter, dass sie um mehr als etwa zwei Grad abweicht.
Weiterhin sind die Führungswände 57 und
die Öffnung 55 in
Kombination mit der konischen inneren Oberfläche des Endsegments 41 des
Statorringgehäuses 12 angepasst,
zu verhindern, dass ein Teil des Ankers 20 sich in Querrichtung über eine
Länge etwa
gleich oder größer als der
Abstand in Querrichtung zwischen der Führungswand 57 und
dem Magneten 56 erstreckt. Diese Führungswände verlaufen benachbart zu
der Öffnung entlang
weniger als etwa 65% des Umfangs der Öffnung und bevorzugter entlang
weniger als etwa 50% des Umfangs der Öffnung. Somit werden Luftkanäle zwischen
den Führungswänden freigelassen,
die es der Luft gestatten, den Lüfter
zu passieren.
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Das
Statorringgehäuse 12,
das Motorgehäuse 16 und
das Leitblech 18 sind unter Verwendung von Schrauben 58 zu
einer Statorringgehäuseunterbaugruppe
zusammengebaut. Das Motorgehäuse 16 weist
einen Metallzylinder auf, der unter Verwendung eines Pulvermetallprozesses
oder eines Formpress- oder eines spanenden Bearbei tungsprozesses
hergestellt ist. Eine Motormagnetanordnung weist das Motorgehäuse 16 und
zwei gegenüberliegende
Magnete 56 auf, die mit Abständen dazwischen klebend an
der inneren Oberfläche
des Motorgehäuses 16 angebracht
sind. Das Motorgehäuse 16 weist
in seiner äußeren Wand
eine Ausrichtungsausnehmung 42 auf, die mit der Ausrichtungsrippe 40 an
der inneren Oberfläche 38 des
Statorringgehäuses 12 zusammenwirkt.
Das Motorgehäuse 16 wird
durch das Ausrichten der Ausrichtungsrippe 40 mit der Ausnehmung 42 in
Drehbewegungsrichtung ausgerichtet. Darauf wird das Motorgehäuse 16 im
Presssitz in das Statorringgehäuse 12 eingepasst,
wo es durch den festen Sitz zwischen den gebogenen Rippen 36 und der äußeren Oberfläche des
Motorgehäuses 16 durch
Reibung gehalten wird.
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Das
Leitblech 18 wird dann in Drehbewegungsrichtung durch Ausrichten
der Nuten 44 in dem Ende des Motorgehäuses 16 mit den Vorsprüngen 46 des
Leitbleches 18 ausgerichtet. Dadurch werden auch die beiden
Schraubeneinführöffnungen 48 mit den
entsprechenden Schraubenaufnahmeöffnungen 52 richtig
ausgerichtet. Die Schrauben 58 werden durch die zylindrischen
Führungselemente 50 in Richtung
auf die konischen Führungselemente 54 geführt, und
das entfernte Ende der Schraube 58 wird daran gehindert,
sich aus dem Durchmesser des Aufnahmeendes des konischen Segments 54 heraus zu
bewegen, wie vorher beschrieben. Die Schrauben 58 werden
zu der Basis des konischen Segments 54 und in das Segment
der Schraubenaufnahmeöffnung 52 mit
kleinerem Durchmesser geführt,
wo das Gewinde der Schraube 58 in das umgebende Metall schneidet.
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Bezug
auf die 4 und 5 nehmend, weist
die Endplatte 26 einen äußeren erhöhten Ring 60 und
einen inneren erhöhten
Ring 62 auf. Der innere Ring 62 weist eine präzise bearbeitete
Kante 64 auf, die mit den Enden der gebogenen Rippen 36 zusammenwirkt,
um die Endplatte 26 und das Gehäuse 12 genau zueinander
auszurichten.
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Die
Ringe 60, 62 sind miteinander durch eine Aussteifung 66 mit
vier ungleichmäßig beabstandeten
Befestigungsvorsprüngen 68 verbunden,
die den entsprechenden Schraubenöffnungen 70 zugeordnet sind.
Die Oberfläche
der Vorsprünge 68 ist
ebenfalls präzise
bearbeitet, um das Ausrichten des Statorringgehäuses 12 und der Endplatte 26 zueinander
zu unterstützen.
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Die
Aussteifung 66 weist auf ihrer Oberfläche eine Vielzahl von erhöhten Verstärkungsrippen 72 auf.
Viele der Verstärkungsrippen 72 verlaufen
in radialer Richtung zwischen dem inneren erhöhten Ring 62 und dem äußeren erhöhten Ring 60.
Zwei der Rippen 74, 76 verlaufen in einer im Wesentlichen
tangentialen Richtung, wobei eine eine längere, längliche, geradlinige Rippe 74 und
die andere eine kürzere,
längliche,
geradlinige Rippe 76 ist. Zusätzlich zur Verstärkungsfunktion
stellen diese länglichen
Rippen 74, 76 visuelle Anzeigen dar, wie nachfolgend
beschrieben. Für
das Bereitstellen dieser visuellen Ausrichtungsfunktion erstrecken
sich diese länglichen Rippen 74, 76 vorzugsweise über eine
Länge von
zumindest etwa 1,25 cm und bevorzugter über zumindest etwa 2,5 cm.
Die Verstärkungsvorsprünge 68 verstärken die
Versteifung 66 zusätzlich
um die verschiedenen Schraubenöffnungen 70 herum,
die als Befestigungsstellen dienen. Jedes dieser Elemente 64, 68 weist
eine obere Fläche
in der gleichen Ebene auf, auf der die äußere Oberfläche des Flansches 30 ruhen
kann, wenn er mit der Abdeckplatte 26 zusammengebaut ist.
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Eine
Endplattenunterbaugruppe ist so zusammengebaut, wie es in den 4 und 5 dargestellt
ist. Das hintere Lager 28 ist im Presssitz auf das hintere
Ende der Motorwelle 24 aufgesetzt, und das vordere Lager 27 ist
im Presssitz in eine ausgearbeitete Ausnehmung 78 eingepasst,
die von einer zylindrischen Wand 80 in der Vorderseite
der Endplatte 26 umgeben wird. Das vordere Lager 27 ist weiterhin
im Presssitz auf das vordere Ende der Motorwelle 24 aufgepasst.
Die Presssitz-Anordnungen halten diese Bauteile bei der Fertigung
als eine Unterbaugruppe durch Reibung zusammen.
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Bezug
auf 6 nehmend, sind als nächstes die Statorringgehäuseunterbaugruppe
und die Endplattenunterbaugruppe zusammengebaut. Das Gehäuse 12 ist
in einer radial ausgerichteten Stellung gegenüber der Endplatte 26 dargestellt.
Das lange längliche
Element 74 und das kurze längliche Element 76 dienen
dazu, Anzeigen bereitzustellen, die eine korrekte Ausrichtung der
Teile 12, 26 in Drehbewegungsrichtung in Bezug
zueinander lediglich unter Verwendung der visuellen Anzeige ermöglichen.
Die länglichen
Elemente 74, 76 sind visuell mit den ebenen Abflachungen 34 bzw. 32 des
Flansches 30 ausgerichtet. Somit können die Unterbaugruppen einfach
und leicht, ohne die Nachteile, die mit mechanisch zusammenwirkenden
Ausrichtungsmerkmalen verbunden sind, zueinander ausgerichtet werden.
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Es
ist bevorzugt, dass die visuellen Anzeigen in einer Oberfläche der
Endplatte 26 ausgebildet sind, wie dargestellt. Zusammenwirkende
Ausrichtungselemente die lediglich zwei Außenkanten von Bauteilen zueinander
ausrichten, sind jedoch ausgeschlossen, insbesondere wenn diese
Kanten nicht länglich
sind. Die visuellen Anzeigen sind genau genug, um die Öffnungen 39 in
dem Flansch 30 mit den zusammenwirkenden Öffnungen 70 in
der Abdeckplatte 26 auszurichten. Somit kann auf der Basis
der visuellen Ausrichtung eine Schraube (nicht dargestellt) durch
jede Folge von ausgerichteten Öffnungen 39, 70 geführt werden,
um das Gehäuse 12 und die
Abdeckplatte 26 aneinander zu befestigen.
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Bezug
auf 7 nehmend, ist der zusammengebaute Motor 10 (dargestellt
durch die Welle 24 und den Anker 20) als Teil
eines Werkzeugs 81 dargestellt. Das Werkzeug umfasst ein
zusammenpassendes Gehäuse 82,
das unter Verwendung von Schrauben (nicht dargestellt) durch die äußere Folge von Öffnungen 84 an
der Abdeckplatte 26 angebracht ist. Die vollständigen Einzelheiten
des Werkzeugs 81 und seine Bauteile werden hierin nicht
beschrieben, da sie Fachleuten bekannt sind. Allgemein ausgedrückt dreht
die Motorwelle 24 ein Zahnrad 86, das wiederum
die Werkzeugwelle 88 dreht, die verwendet wird, um Arbeiten
an einem Werkstück auszuführen. Wichtiger
ist, dass das zusammenpassende Gehäuse 82 des Werkzeugs 81 eine
Lagerhalteschulter 90 aufweist, die dazu dient, das vordere Lager 27 an
seinem Platz zu halten. Die Position des vorderen Lagers 27 zwischen
der Abdeckplatte 26 und dem zusammenpassenden Gehäuse 82 des Werkzeugs
wird aus verschiedenen Gründen
bevorzugt. So stabilisiert zum Beispiel diese Position die Motorwelle 24 dicht
an dem Zahnrad 86 des Werkzeugs, wodurch der Lärm verringert
wird. Weiterhin sind durch das Einschließen des Lagers 27 zwischen der
Abdeckplatte 26 des Motors 10 und dem zusammenpassenden
Gehäuse 82 des
Werkzeugs 81 keine zusätzlichen
Teile oder zusätzliche
Bearbeitung erforderlich (zum Beispiel, wie es der Fall ist, wenn ein
Verriegelungsring verwendet wird). Das Werkzeug 81 kann
zum Beispiel eine Bohrmaschine, eine sich hin- und herbewegende
Säge oder
Kreissäge oder
irgendein anderes Werkzeug sein.
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Bezug
auf 8 nehmend, sind Bürstenanordnungen 14 an
dem Motor 10 angebracht, um es zu ermöglichen, dass der Motor 10 selektiv
mit elektrischem Strom versorgt wird. Die Bürstenanordnung 14 weist
eine Basis 88, einen Bürstenhalterkasten 90,
eine Feder 92, eine Bürste 94 und
ein elektrisches Anschlussteil 96 auf. Die Basis 88 ist
vorzugsweise aus einem nichtmetallischen oder elektrisch nicht leitenden
Material gebildet. Bevorzugter ist das Material ein thermoplastisches
oder ein wärmehärtendes
Material mit einer hohen Schmelztemperatur; bevorzugter wird das
Material aus der Gruppe von hochtemperaturbeständigen Nylon, Polyphenolinsulfid
(PPS) und Polyphthalamid ausgewählt
und noch bevorzugter ist das Material Polyphthalamid. Weiterhin
hat der Kunststoff mit hoher Schmelztemperatur vorzugsweise einen
Schmelzpunkt über
etwa 280°C und
bevorzugter über
etwa 310°C.
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Bezug
auf die 9, 10 und 11 nehmend,
ist die Basis 88 ein im Wesentlichen ebenes Element mit
Halteelementen, die verwendet werden, um den Bürstenhalterkasten 90 an
der Basis 88 anzubringen. Die Bürstenhalterkasten-Halteelemente
weisen zwei Arme 100 auf, die Schlitze 104 zwischen
ihnen und der oberen Oberfläche 102 der
Basis 88 bilden. Die Schlitze 104 sind ausgestaltet,
gegenüberliegende
Arme 106, 107 des Bürstenhalterkastens 90 aufzunehmen.
Die Halteelemente der Basis 88 weisen weiterhin mehrere
Ausnehmungen 108 auf, um die Anpressvorsprünge 110 des
Bürstenhalterkastens 90 aufzunehmen,
wie hierin nachfolgend erläutert.
Zwei der Ausnehmungen 108 weisen Oberflächen 112 auf, die
in Bezug auf die obere Oberfläche 102 der
Basis 88 gegenüberliegend
angeordnet sind. Die gegenüberliegend
angeordneten Oberflächen 112 sind
vorzugsweise parallel zur oberen Oberfläche. Die gegenüberliegend
angeordneten Oberflächen 112 stellen
eine Oberfläche
bereit, gegen die die Anpressvorsprünge 110 mit einer
Kraftvektorkomponente drücken
können,
die senkrecht zu der oberen Oberfläche 102 gerichtet
ist.
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Der
Bürstenhalterkasten 90 weist
ein offenes röhrenförmiges Gehäuse 114 mit
einem rechteckigen Querschnitt auf. Der Bürstenhalterkasten 90 ist
aus einem flachen Messingblech gebildet, das in die korrekte Form
gestanzt und darauf gefaltet wird, um den Bürstenhalterkasten 90 zu
bilden. Der Bürstenhalterkasten 90 weist
zwei gegenüberliegende
Arme 106, 107 auf, von denen sich einer von jeder
Seite des Gehäuse 114 erstreckt.
Einer der beiden Arme 107 und sein zugehöriger Anpressvorsprung 111 ist
aus dem Material einer Seitenwand des Gehäuses 114 gebildet,
wodurch eine Öffnung 116 in
der Seitenwand gebildet wird. Es wird bevorzugt, dass mindestens
einer der Anpressvorsprünge 111 aus
dem Material gebildet ist, das aus einer Seitenwand des Gehäuses 114 geschnitten
ist.
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Die
andere Seitenwand des Gehäuses 114 weist
einen Schlitz 118 für
das Aufnehmen des Vorspannelements oder der Feder 92 auf.
Dieser gegenüberliegende
Arm 106 weist zwei Anpressvorsprünge 110 und ein Federstützelement 120 auf.
Die Anpressvorsprünge 110 sind
zwischen der Seitenwand mit dem Schlitz 118 und dem Federstützelement 120 und
benachbart dazu angeordnet. Diese Lage sichert eine zusätzliche
Stabilisierung des Federstützelements 120.
Die Anpressvorsprünge 110 sind
ausreichend lang, um um die jeweiligen gegenüberliegend angeordneten Oberflächen 112 zu
reichen und gegen sie anzuliegen.
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Das
Anbringen des Bürstenhalterkastens 90 an
der Basis 88 umfasst ein erstes Verschieben der gegenüberliegenden
Arme 106, 107 in die Schlitze 104 unter
den zusammenwirkenden Armen 100 der Basis 88.
Jeder Anpressvorsprung 110, 111 ist gegen die
Basis 88 gepresst. Die beiden Anpressvorsprünge 110 benachbart
zu dem Federstützelement 120 sind
gegen die Oberflächen 112 gepresst,
die in den Ausnehmungen 108 angeordnet sind. Die Oberfläche 112 ist
gegenüberliegend
zu der oberen Oberfläche
angeordnet. Der Anpressvorsprung 111 des anderen gegenüberliegenden
Arms 107 ist gegen eine Oberfläche benachbart zu der oberen
Oberfläche 102 gepresst.
Diese benachbarte Oberfläche
ist ebenfalls in einer Ausnehmung 108 angeordnet.
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Wieder
auf 8 Bezug nehmend, ist die Bürste 94 in dem Gehäuse 114 angeordnet.
Die Bürste 94 weist
einen elektrischen Nebenschluss 96 oder ein Anschlussteil
auf, der (das) sich von einer Ausnehmung in der Bürste 94 zu
einem elektrischen Kontaktvorsprung 124 erstreckt, an den
er (es) angeschweißt
oder mit dem es auf andere Weise verbunden ist, um einen elektrischen
Kontakt zwischen der Bürste 94 und
dem Bürstenhalterkasten 90 bereitzu stellen.
Nach dem Zusammenbau mit dem Statorringgehäuse 12, wie nachfolgend
erläutert,
wird ein elektrisches Anschlussteil (nicht dargestellt) an dem elektrischen
Anschlußteilvorsprung 126 angebracht, um
elektrischen Strom von einer Stromquelle zu dem Bürstenhalterkasten 90 und
durch ihn hindurch zu der Bürste 94 zu
liefern. Eine Feder 92 ist um das Vorspannfederstützelement 120 gewunden
und ausgestaltet, eine Stirnfläche
der Bürste 94,
die gekrümmt
ist und eine Reihe von Rippen aufweist, gegen den Kommutator 22 zu
drücken.
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Bezug
auf 12 nehmend, weist die Basis 88 zusätzlich zu
den Bürstenkastenhalteelementen 100 und 108 Halteelemente
auf, die in Verbindung mit zusammenwirkenden Halteelementen an dem Statorringgehäuse 12 die
Basis 88 (und somit die Bürstenanordnung 14)
an dem Statorringgehäuse 12 befestigen.
Das Statorringgehäuse 12 weist
einen Sitz 128 für
die Bürstenanordnung 14 auf.
Der Sitz 128 weist ein Halteelement in Form eines Haltehakens 130 auf.
Der Haken 130 stellt eine Oberfläche 132 oder Lippe
bereit, unter der ein zusammenwirkender Bereich der Basis 88 gehalten
wird. Der zusammenwirkende Bereich der Basis 88 weist einen Absatz 134 auf
(am besten in 9 zu erkennen). Der Sitz 128 weist
weiterhin eine Schnappverriegelung 136 als ein zweites
Halteelement auf, das ebenfalls die Form eines Hakens hat. Nach
dem Verschieben des Absatzes 134 unter den Haltehaken 130 wird die
Anordnung 14 nach unten gedreht. Die Schnappverriegelung 136 wird
durch die angewinkelte Oberfläche 138 (in 11 zu
erkennen) der Basis 88 nach außen gedrückt, bis sie an der angewinkelten
Oberfläche 138 vorbeigeführt ist
und mit einem zusammenwirkenden Bereich der Basis 88 einrastet.
Der zusammenwirkende Bereich ist im vorliegenden Fall der Absatz 140 (in 9 zu
erkennen). Somit wirken die Haltemerkmale 134 und 140 an
der Basis 88 mit den Haltemerkmalen 130 bzw. 136 an
dem Statorringgehäuse 12 zusammen,
um die Bürstenanordndung 14 an
dem Sitz des Statorringgehäuses 12 zu befestigen.
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Als
eine Alternative zu dem Schnappverriegelungselement 136 oder
zusätzlich
zu diesem kann eine Schraube 142 in Verbindung mit dem
Gehäusesitz 128 vorgesehen
sein. Die Schraube 142 wird in eine Ausnehmung des Gehäuses 12 gedreht,
bis der Kopf der Schraube 142 gegen einen zusammenwirkenden
Bereich der Bürstenanordnung 14 gedrückt wird.
Vorzugsweise kommt die Schraube 142 nicht in Kontakt mit
den Messingbereichen 90 der Bürstenanordnung 14.
Durch das Vermeiden eines solchen Kontaktes wird keine möglicherweise
Schaden verursachende Wärme
durch die Schraube 142 und in das Statorringgehäuse 12 geleitet.
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Gleichermaßen sind
die Anpressvorsprünge 110 durch
ein Abstandselement vorzugsweise in einem Abstand von dem Statorringgehäuse 12 angeordnet.
Das Abstandselement ist ausgestaltet, die Anpressvorsprünge 110 von
dem Statorringgehäuse 12 beabstandet
zu halten. Wie dargestellt, ist das Abstandselement die untere Oberfläche 146 der
Basis 88, die von der Anpressoberfläche 112 beabstandet und
gegen den Sitz 128 des Statorringgehäuses 12 angeordnet
ist. Das erfolgt durch Anordnen der Anpressoberfläche 112 in
einer Ausnehmung 108 der Basis 88 entfernt von
der unteren Oberfläche 146. Somit
berührt
das thermoplastische Material des Gehäuses 12 mit der niedrigeren
Temperatur nicht das erwärmte
Metall des Bürstenhalterkastens 90.
Es sind natürlich
viele alternative Abstandselemente möglich. So kann zum Beispiel
das Gehäuse 12 Vorsprünge aufweisen,
die sich nach oben bis zu dem Basiselement 88 in Bereichen,
die von den Anpressvorsprüngen 110, 111 entfernt
sind, erstrecken, oder es kann ein vollkommen getrenntes, Bauteil
zwischen dem Basiselement 88 und dem Gehäuse 12 vorgesehen
sein, das wärmebeständig sein
kann.
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Von
Fachleuten ist zu erkennen, dass die vorhergehende Ausführung lediglich
in Form eines Beispiels beschrieben worden ist und nicht in irgendeinem
einschränkenden
Sinn, und dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen möglich sind,
ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den
beigefügten
Ansprüchen definiert
ist.