Elektromotorischer Antrieb

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromotorischen An¬ trieb gemäß Anspruch 1; derartige Antriebe mit einem auf der Rotorwelle befestigten Polrad als Magnetkörper zur Er¬ zeugung eines drehzahlproportionalen Signals in einer sta- torseitigen Hallsondenvorrichtung sind z.B. zum Einsatz für a drehzahlgesteuerte bzw. drehrichtungsgesteuerte Fensterhe¬ berantriebe in Kraftfahrzeugen oder für Waschautomatenan¬ triebe vorgesehen.

Durch die EP-Al-0 489 940 ist ein Kommutatormotor bekannt, bei dem zur Drehzahlregelung auf einer statorseitigen Elek¬ tronik-Anschlußplatte Hallsonden angeordnet sind, denen ein unmittelbar auf der Rotorwelle befestiges Polrad zugeordnet ist. Die Befestigung des Polrades auf der Rotorwelle kann z.B. durch einen entsprechenden Preßsitz und/oder Klebesitz erfolgen.

Durch die DE-Ul-90 06 935 ist ein elektromotorischer An¬ trieb, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kommu¬ tator und einem zur Drehzahl- und/oder Drehrichtungserfas- sung auf der Rotorwelle angeordneten, mit einem statorsei¬ tigen Hallsensor zusammenwirkenden magnetischen Polrad be¬ kannt, wobei zur Halterung des Polrades auf der Rotorwelle zunächst eine Distanzbuchse auf die Rotorwelle drehfest aufgesetzt ist und dann das Polrad konzentrisch zur Di- stanzbuchse auf dessen Außenumfang entweder aufgepreßt oder aufgesteckt bzw. aufgeklebt oder mit Formschluß befestigt ist; zur Formschluß-Befestigung ist die Distanzbuchse am Außenumfang mit einer Abflachung einerseits und das Polrad an der korrespondierenden Innenseite mit einer entsprechenden Abflachung andererseits versehen. Zur axia¬ len Fixierung liegt die Distanzbuchse mit ihrer einen Stirnseite am Kommutator an und ist an ihrer anderen Stirn-

seite mit Hilfe eines formschlüssig in die Rotorwelle ein¬ setzbaren Sicherungsringes festgelegt. Das magnetische Pol¬ rad kann aus einem Kunststoffkörper mit kunststoffgebunde¬ nen Magnet-Partikeln oder aus einem nichtmagnetischen Grundkörper bestehen, in den Permanentmagnete eingesetzt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Magnet- körper vorzugsweise hoher Polzahl bei kleiner Einbaugröße mit einfachen Mitteln eine auch bei längerem und hartem Be¬ triebseinsatz sowie größerem Wärmespiel sichere Fixierung auf der Rotorwelle gewährleisten zu können. Die Lösung die¬ ser Aufgabe gelingt durch die Lehre des Anspruchs 1; vor¬ teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegen- stand der Unteransprüche.

Beim erfindungsgemäßen elektromotorischen Antrieb ist es möglich, ohne Rücksicht auf die Sprödigkeit des Magnetkör¬ pers und aufgrund dessen Kunststoffanteils, insbesondere beim Einsatz in Waschautomaten, gegebenem großem Wärmespiel relativ zur aufnehmenden, aus Stahl gefertigten Rotorwelle eine sichere Fixierung dieses Magnetkörpers bei gleichzei¬ tig einfacher, zum Einsatz von Manipulatoren geeigneter Montagemöglichkeit zu gewährleisten, wobei die gesamte Um- fangsfläche des Magnetkörpers für eine Aufmagnetisierung im Sinne einer dichten Polfolge und somit hohen Polzahl zur Verfügung steht.

Bei der Montage des Magnetkörpers sowie des Andruckteils ist zweckmäßigerweise der Magnetkörper lediglich im Schie¬ besitz auf die Rotorwelle aufgesteckt und das Andruckteil im Fest- bzw. Preßsitz auf die Rotorwelle, insbesondere von einem freien Wellenende der Rotorwelle her, aufgedrückt; als Anschlag für die axiale Endfixierung des durch das An-

druckteil axial aufgedrückten Magnetkörpers dient nach einer Ausgestaltung der Erfindung eine Wellenschulter an der dem Andruckteil abgewandten Stirnseite des Magnetkör¬ pers.

Als elastisches Andruckteil ist in vorteilhafter Weise eine Andruckscheibe mit einer radial inneren Preßsitzaufnahme für die Rotorwelle und mit axial gegen den Magentkörper vorstehenden elastischen Andruckfingern vorgesehen, derart daß im Normalfall eine Drehmitnahme des Magnetkörpers ohne Schlupf relativ zur Rotorwelle durch kraftschlüssige Anlage des auf der Rotorwelle fixierten Andruckteils gewährleistet ist. Zur zusätzlichen Sicherung einer schlupffreien Dreh¬ mitnahme sind an dem Magnetkörper zu den Andruckfingern des Andruckteils korrespondierende Einrastvertiefungen vorge¬ sehen, derart daß bei einem erstmaligen Schlupf zwischen dem Andruckteil einerseits und dem Magnetkörper anderer¬ seits die Andruckfinger in die Einrastvertiefungen ein¬ schnappen und dann für sämtliche weitere Betriebszustände eine zusätzliche formschlüssige Drehmitnahme zwischen Mag¬ netkörper und Andruckteil gewährleistet ist.

In fertigungs- und montagetechnisch vorteilhafter Weise be¬ steht das Andruckteil, insbesondere die Andruckscheibe aus einem einstückigen Kunststoffteil mit einer radial inneren Preßsitzaufnahme und daran angeformten Andruckfingern; der Magnetkörper besteht üblicherweise aus einem Sintermagnet¬ ring bzw. einem kunstStoffgebundenen Ferritmagnetring mit einer, vorzugsweise axial mittigen, Rotorwellen-Auflage- fläche über nur ein Teil seiner axialen Länge.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbei- spiele in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:

IG 1 in einem axialen Teilschnittbild eine Rotorwelle mit auf deren freiem Wellenende bis zur Anlage gegen eine Wellenschulter aufgeschobenem Magnet¬ körper und axial andrückender Andruckscheibe, IG 2 die Andruckscheibe gemäß FIG 1 im nicht verspann¬ ten Vormontagezustand, IG 3 die magnetkörperseitige axiale Draufsicht auf die Andruckscheibe gemäß FIG 2, IG 4 die Anordnung gemäß FIG 1 im Teilausschnitt mit in stirnseitige Einrastvertiefungen des Magnet körpers eingeschnappten Andruckfingern der An druckscheibe,

FIG 5 die axial stirnseitige Draufsicht auf eine der beiden Stirnseiten eines symmetrisch ausgebil- deten Magnetkörpers.

FIG 1 zeigt eine Rotorwelle 1 z.B. eines Waschautomatenan¬ triebes, auf der durch eine Wellenschulter 1.1 radial abge¬ setzten freien Ende 1.2 ein Magnetkörper 2 drehfest gehal- tert ist, der z.B. als Geber für eine Drehzahl- bzw. Dreh- richtungsmeß- und/oder Regelvorrichtung dient. Der Magnet¬ körper 2 besteht zweckmäßigerweise aus einem Sintermagnet- ring bzw. einem kunstStoffgebundenen Ferritmagnetring; der¬ artige Magnetkörper sind im Fall einer Sinterung aufgrund ihrer Sprödigkeit zug- bzw. druckspannungsempfindlich oder bei verwendetem Kunststoffmaterial bei größeren Temperatu¬ ren einem Wärmespiel ausgesetzt, da der Kunststoff im Ver¬ gleich zur Rotorwelle einen wesentlich unterschiedlichen Wärmekoeffizienten aufweist.

Erfindungsgemäß ist daher der Magnetkörper 2 lediglich im Schiebesitz von der rechten Seite auf das freie Ende 1.2 der Rotorwelle 1 derart aufgeschoben, daß eine radiale Zen¬ trierung gegeben ist. Zur schlupffreien Drehmitnahme des Magnetkörpers 2 mit der Rotorwelle 1 ist eine aus Kunst¬ stoff einstückig gespritzte Andruckscheibe 3 gegen die rechte Stirnseite des Magnetkörpers 2 angedrückt, der mit

seiner linken Stirnseite in seiner betrieblichen Endlage dabei gegen eine Wellenschulter 1.1 der Rotorwelle 1 an¬ liegt. In Abänderung der axialen Begrenzung durch die Wel¬ lenschulter 1.1 könnte auf eine nicht abgesetzte Rotorwelle 1 auch an der linken Stirnseite des Magnetkörpers 2 eine

Andruckscheibe ähnlich der Andruckscheibe 3 an der rechten Stirnseite auf die Rotorwelle 1 zuvor aufgepreßt sein. In vorteilhafter Weise liegt der Magnetkörper 2 nicht mit seiner gesamten Bohrungsfläche, sondern nur mit einer axial verkürzten, vorzugsweise axial mittig angeordneten,

Auflagefläche 2.4 auf dem freien Ende 1.2 der Rotorwelle 1 auf.

Die Andruckscheibe 3 weist gemäß FIG 2,3 gemäß einer vor- teilhaften Ausgestaltung neben einer radial inneren Pre߬ sitzaufnahme 3.4 für das freie Ende 1.2 der Rotorwelle 1 axial gegen die zum Andruck kommende Stirnseite des Magnet¬ körpers 2 vorstehende elastische Andruckfinger 3.1-3.3 auf. Zweckmäßigerweise sind die Andruckfinger 3.1-3.3 an ihren freien Enden radial abgebogen und drücken mit den radiale abgebogenen Enden elastisch gegen den Magnetkörper an; da¬ durch lassen sich bei konstantem elastischen Andruck auch axiale Toleranzen leicht ausgleichen.

Obwohl an sich eine schlupffreie Drehmitnahme zwischen der vorteilhaft mit elastischer Vorspannung an dem Magnetkörper

2 anliegenden Andruckscheibe 3 und dem Magnetkörper 2 ge¬ währleistet werden kann, ist nach einer weiteren, aus FIG 2-4 ersichtlichen, Ausgestaltung der Erfindung eine zusätz- liehe formschlüssige Drehmitnahme zwischen der Andruck¬ scheibe 3 einerseits und dem Magnetkörper 2 andererseits derart vorgesehen, daß die Stirnseite des Magnetkörpers 2 gemäß FIG 5 zu den Andruckflächen der elastischen Finger

3.1-3.3 ^v korrespondierende Einrastvertiefungen 2.1-2.3 auf- weist.

Liegen beim Aufstecken des Magnetkörpers 2 einerseits sowie der Andruckscheibe 3 anderseits die Einrastvertiefungen 2.1-2.3 des Magnetkörpers 2 nicht deckungsgleich axial vor den Andruckfingern 3.1-3.3 der Andruckscheibe 3, so ist zu- nächst eine kraftschlüssige Drehmitnahme zwischen dem Mag¬ netkörper 2 und der Andruckscheibe 3 gegeben. In vorteil¬ hafter Weise sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung dazu die zwischen den Einrastvertiefungen 2.1-2.3 verblei¬ benden Anlageflächen 2.5-2.7 für die Andruckfinger 3.1-3.3 mit einer aufgerauhten Oberfläche versehen. Durch die Fe¬ derwirkung der Andruckfinger 3.1-3.3 wird ein möglicher¬ weise vorhandenes axiales Wärmespiel des Magnetkörpers 2 ausgeglichen; ein möglicherweise auch vorhandenes radiales Spiel des Magnetkörpers 2 wird ebenfalls in den Grenzen des Kraftschlusses der andrückenden Andruckscheibe 3 vermieden. Darüber hinaus können Schwingungen aufgrund der Reibung zwischen dem Magnetkörper 2 und der Andruckscheibe 3 ge¬ dämpft werden. Oberschreitet die Rotationsbelastung des Magnetkörpers 2 die Grenzen des Kraftschlusses zwischen dem Magnetkörper 2 und der Andruckscheibe 3, kann sich der Mag¬ netkörper 2 um einen geringen Tangentialwinkel relativ zur Rotorwelle 1 drehen, bis die Andruckfinger 3.1-3.3 in die Einrastvertiefungen 2.1-2.3 einschnappen und dadurch einen zusätzlichen Formschluß gewährleisten. Die Federkonstante der Andruckfinger 3.1-3.3 und die Formgebung der Einrast¬ vertiefungen 2.1-2.3 sind derart aufeinander abgestimmt, daß die verbleibende Axial-Andruckkraft der Andruckfinger 3.1-3.3 größer als Null ist.

In fertigungs- und montagetechnisch einfacher Weise sind im Sinne eines axial symmetrischen Bauteils die Einrastver¬ tiefung 2.1-2.3 sowie die Anlagenflächen 2.5-2.7 an beiden Stirnseiten des Magnetkörpers 2 vorgesehen. In ähnlicher Weise kann auch die Andruckscheibe 3 in Abänderung des dar- gestellten Ausführungsbeispiels axial beidseitig ihrer

Preßsitzaufnahme 3.4 mit axial vorstehenden elastischen An¬ druckfingern 3.1-3.3 versehen sein.