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Title:
ELECTRIC MOTOR WITH A ROTOR SHAFT AND A HOUSING WHICH HAS A STATOR HOUSING PART
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/066515
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric motor with a rotor shaft and a housing which has a stator housing part. The rotor shaft is rotatably supported via a first bearing and a second bearing, wherein the first bearing is received in the housing, and the second bearing is received in the housing. The rotor shaft is inserted and/or protrudes through a disc, and the disc is releasably connected to the housing and to the rotor shaft.

Inventors:
JINCHANG LI (CN)
Application Number:
PCT/EP2022/025460
Publication Date:
April 27, 2023
Filing Date:
October 05, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SEW EURODRIVE GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
H02K5/173; F16D1/08; H02K5/10; H02K5/124; H02K5/15; H02K7/00; H02K7/04; H02K7/08; H02K15/16
Foreign References:
DE102008028607A12009-12-24
DE102006046238A12007-03-29
DE102008001610A12009-11-12
DE102010024302A12011-12-22
DE102008028604A12009-12-24
DE1167967B1964-04-16
DE102004058349B32006-08-17
DE102010045447A12012-03-15
DE102006046238A12007-03-29
DE102010024302A12011-12-22
Attorney, Agent or Firm:
TÜNGLER, Eberhard (DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1. Elektromotor mit einer Rotorwelle und einem Gehäuse, welches ein Statorgehäuseteil aufweist, wobei die Rotorwelle über ein erstes Lager und über ein zweites Lager drehbar gelagert ist, wobei das erste Lager im Gehäuse aufgenommen ist und das zweite Lager im Gehäuse aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle durch eine Scheibe hindurchgesteckt ist und/oder hindurchragt, wobei die Scheibe mit dem Gehäuse und mit der Rotorwelle lösbar verbunden ist, insbesondere wobei die Rotorwelle mit dem Gehäuse drehfest verbunden ist.

2. Elektromotor mit einer Rotorwelle und einem Gehäuse, welches ein Statorgehäuseteil aufweist, wobei die Rotorwelle über ein erstes Lager und über ein zweites Lager drehbar gelagert ist, wobei das erste Lager im Gehäuse aufgenommen ist und das zweite Lager im Gehäuse aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle durch eine Scheibe hindurchgesteckt ist und/oder hindurchragt, wobei die Scheibe mit dem Gehäuse und mit der Rotorwelle lösbar verbunden ist, wobei die Rotorwelle mit dem Gehäuse drehfest verbunden ist, wobei eine durch eine Radialbohrung der Scheibe geführte, insbesondere geschraubte, Schraube auf eine in einer Passfedernut der Rotorwelle aufgenommene Passfeder drückt, wobei die Scheibe einen hohlzylindrischen Grundkörper aufweist, wobei an seinem Innenumfang eine Axialnut vorgesehen ist, in welche die Passfeder hineinragt.

3. Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager als Loslager und das zweite Lager als Festlager ausgeführt ist, und/oder dass die Scheibe aus Kunststoff gefertigt ist, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil.

4. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen ersten Lagerflansch aufweist, in welchem das erste Lager aufgenommen ist und welcher mit dem Statorgehäuseteil verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben verbunden ist, insbesondere wobei das Gehäuse einen zweiten Lagerflansch aufweist, in welchem das zweite Lager aufgenommen ist und welcher mit dem Statorgehäuseteil verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben verbunden ist.

5. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Deckel, insbesondere ein Deckel auf der axial vom zweiten Lager abgewandten Seite des ersten Lagerflansches, mit dem Lagerflansch verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben.

6. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Deckel ein Wellendichtring aufgenommen ist, der zur Rotorwelle hin abdichtet.

7. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch eine Radialbohrung der Scheibe geführte, insbesondere geschraubte, Schraube auf eine in einer Passfedernut der Rotorwelle aufgenommene Passfeder drückt. 8. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine durch eine Axialbohrung der Scheibe durchgehende weitere Schraube in eine Gewindebohrung, insbesondere Axialbohrung, des Deckels eingeschraubt ist.

9. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf der weiteren Schraube auf die Scheibe, insbesondere auf einer vom Deckel abgewandten Seite der Scheibe, insbesondere eines Kragenbereichs der Scheibe, drückt.

10. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe gegen einen Wellenbund, insbesondere Wellenstufe, der Rotorwelle angestellt ist.

11. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe einen Grundkörper und einen Kragenbereich aufweist, wobei der Grundkörper hohlzylindrisch ist und der Kragenbereich ebenfalls hohlzylindrisch ist, wobei der Kragenbereich zum Grundkörper koaxial ausgerichtet ist, wobei der Außendurchmesser des Kragenbereichs größer ist als der Außendurchmesser des Grundkörpers, wobei die Radialbohrung durchgehen durch den Grundkörper ausgeführt ist, wobei die Axialbohrung durchgehend durch den Kragenbereich ausgeführt ist. 12. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere insbesondere als Kontermutter fungierende Muttern auf die weitere Schraube derart aufgeschraubt sind, dass ein axialer Mindestabstand zwischen dem Deckel und der Scheibe gesichert ist.

13. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel mittels eines am Decke ausgebildeten Zentrierbunds am Lagerflansch zentriert ist, und/oder dass auf der vom ersten Lager, insbesondere axial, abgewandten Seite des zweiten Lagers ein Sensor zur Detektion der Winkellage der Rotorwelle angeordnet ist.

14. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von einer mit dem Gehäuse verbundenen Lüfterhaube in axialer Richtung überdeckte Bereich den vom Sensor in axialer Richtung überdeckten Bereich enthält, insbesondere wobei die Lüfterhaube den Sensor einhaust.

15. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerflansch, der Deckel und die Rotorwelle jeweils aus Metall, insbesondere Stahl oder Stahlguss, gefertigt sind.

Description:
Elektromotor mit einer Rotorwelle und einem Gehäuse, welches ein Statorgehäuseteil aufweist

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einer Rotorwelle und einem Gehäuse, welches ein Statorgehäuseteil aufweist.

Es ist allgemein bekannt, dass beim Bewegen eines Elektromotors die Rotorwelle die Lagerung belastet.

Aus der DE 10 2008 028604 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Elektromotor mit elektromagnetisch betätigbare Bremse bekannt.

Aus der DE 11 67 967 A ist eine Vorrichtung zum Schutz von Wälzlagern elektrischer Maschinen gegen Transportschäden mittels Haltewinkel bekannt.

Aus der DE L 221 87 AZ ist eine Transportsicherung für Wälzlager elektrischer Maschinen bekannt.

Aus der DE 10 2004 058 349 B3 ist eine Transportsicherung für eine elektrische Maschine bekannt.

Aus der DE 10 2010 045 447 A1 ist ein Elektromotor bekannt.

Aus der DE 10 2006 046 238 A1 ist ein korrosionsbeständiges Lager bekannt.

Aus der DE 10 2010 024 302 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor weiterzubilden, wobei die Sicherheit erhöht sein soll. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 oder 2 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung weist Elektromotor mit einer Rotorwelle und einem Gehäuse, welches ein Statorgehäuseteil aufweist, wobei die Rotorwelle über ein erstes Lager und über ein zweites Lager drehbar gelagert ist, wobei das erste Lager im Gehäuse aufgenommen ist und das zweite Lager im Gehäuse aufgenommen ist, wobei die Rotorwelle durch eine Scheibe hindurchgesteckt ist und/oder hindurchragt, wobei die Scheibe mit dem Gehäuse und mit der Rotorwelle lösbar verbunden ist, insbesondere wobei die Rotorwelle mit dem Gehäuse drehfest verbunden ist.

Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit erhöht ist. Denn durch die Befestigung der Rotorwelle ist eine Überlastung der Lager durch beispielsweise zu große Querkräfte und/oder Axialkräfte verhinderbar. Denn Querkräfte und Axialkräfte sind erfindungsgemäß über die Scheibe ans Gehäuse, insbesondere an den Deckel des Gehäuses und von dort an den Lagerflansch weiterleitbar, von wo die Kräfte an das Statorgehäuse weitergeleitet werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Lager als Loslager und das zweite Lager als Festlager ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass die Scheibe näher am Loslager als am Festlager anordenbar ist und somit Kräfte vom Loslager ferngehalten und über die Scheibe abgeleitet werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Scheibe aus Kunststoff gefertigt, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil. Von Vorteil ist dabei, dass eine stoßdämpfende Eigenschaft, insbesondere also schwingungsabsorbierende Eigenschaft, des Kunststoff die Lagerung verbessert schützt. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Gehäuse einen ersten Lagerflansch auf, in welchem das erste Lager aufgenommen ist und welcher mit dem Statorgehäuseteil verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben verbunden ist, insbesondere wobei das Gehäuse einen zweiten Lagerflansch aufweist, in welchem das zweite Lager aufgenommen ist und welcher mit dem Statorgehäuseteil verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass das jeweilige Lager im Gehäuse aufgenommen ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Deckel, insbesondere ein Deckel auf der axial vom zweiten Lager abgewandten Seite des ersten Lagerflansches, mit dem Lagerflansch verbunden, insbesondere mittels Schrauben. Von Vorteil ist dabei, dass das erste Lager zur Umgebung hin vom Deckel geschützt ist und im Deckel ein Wellendichtring aufnehmbar ist, so dass das erste Lager vollumfänglich vor Schmutz und Staub schützbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im Deckel ein Wellendichtring aufgenommen, der zur Rotorwelle hin abdichtet. Von Vorteil ist dabei, dass das erste Lager vollumfänglich geschützt vorgesehen ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung drückt eine durch eine Radialbohrung der Scheibe geführte, insbesondere geschraubte, Schraube auf eine in einer Passfedernut der Rotorwelle aufgenommene Passfeder. Von Vorteil ist dabei, dass die Rotorwelle vor Beschädigung geschützt ist und die Passfeder einen tangential ausgerichteten Oberflächenbereich der Schraube zum Drücken bereitstellt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest eine durch eine Axialbohrung der Scheibe durchgehende weitere Schraube in eine Gewindebohrung, insbesondere Axialbohrung, des Deckels eingeschraubt. Von Vorteil ist dabei, dass die Schraube mit ihrem Schraubenkopf die Scheibe zum Deckel hinzieht, so dass die Scheibe gegen eine Wellenstufe, insbesondere Wellenbund, anstellbar ist. Auf diese Weise wird dann die Rotorwelle zum zweiten Lager hingedrückt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Schraubenkopf der weiteren Schraube auf die Scheibe, insbesondere auf einer vom Deckel abgewandten Seite der Scheibe, insbesondere eines Kragenbereichs der Scheibe, drückt. Von Vorteil ist dabei, dass die Scheibe die Rotorwelle zum zweiten Lager hindrückt und somit das erste Lager entlastet wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Scheibe gegen einen Wellenbund, insbesondere Wellenstufe, der Rotorwelle angestellt. Von Vorteil ist dabei, dass die Rotorwelle zum zweiten Lager hingedrückt wird und eine Ableitung von Querkräften und weiteren Kräften ermöglicht wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Scheibe einen Grundkörper und einen Kragenbereich auf, wobei der Grundkörper hohlzylindrisch ist und der Kragenbereich ebenfalls hohlzylindrisch ist, wobei der Kragenbereich zum Grundkörper koaxial ausgerichtet ist, wobei der Außendurchmesser des Kragenbereichs größer ist als der Außendurchmesser des Grundkörpers, wobei die Radialbohrung durchgehen durch den Grundkörper ausgeführt ist, wobei die Axialbohrung durchgehend durch den Kragenbereich ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind eine oder mehrere insbesondere als Kontermutter fungierende Muttern auf die weitere Schraube derart aufgeschraubt, dass ein axialer Mindestabstand zwischen dem Deckel und der Scheibe gesichert ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine lange Betriebszeit mit ungestörten Komponenten ausgeführt wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Deckel mittels eines am Deckel ausgebildeten Zentrierbunds am Lagerflansch zentriert. Von Vorteil ist dabei, dass der Deckel spielfrei und präzise am Lagerflansch ausrichtbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf der vom ersten Lager, insbesondere axial, abgewandten Seite des zweiten Lagers ein Sensor zur Detektion der Winkellage der Rotorwelle angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass durch die Nähe zum Loslager die Messgenauigkeit sehr hoch ist und der Sensor nur geringfügig mit Axialverschiebungen belastet ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält der von einer mit dem Gehäuse verbundenen Lüfterhaube in axialer Richtung überdeckte Bereich den vom Sensor in axialer Richtung überdeckten Bereich, insbesondere wobei die Lüfterhaube den Sensor einhaust. Von Vorteil ist dabei, dass der Sensor geschützt und somit sicher angeordnet ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der Lagerflansch, der Deckel und die Rotorwelle jeweils aus Metall, insbesondere Stahl oder Stahlguss, gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass mittels der Scheibe die durch die metallischen und somit steifen Teile durchgeleiteten Körperschallschwingungen oder Schwingungen mittels der aus Kunststoff gefertigten Scheibe abdämpfbar sind.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist ein Längsschnitt durch einen Bereich eines erfindungsgemäßen Elektromotors mit einer als Transportsicherung fungierenden Scheibe 8 dargestellt.

In der Figur 2 ist eine Schrägansicht auf den Elektromotor dargestellt.

In der Figur 3 ist die Scheibe 8 in Schrägansicht dargestellt.

Wie in den Figuren dargestellt, wiest der Elektromotor eine drehbar gelagerte Rotorwelle 7 auf.

Das Statorgehäuse des Elektromotors nimmt das Statorblechpaket samt Statorwicklung auf und ist mit einem Lagerflansch 1 verbunden, in welchem ein erstes Lager 2 aufgenommen ist, das als Loslager ausgeführt ist, insbesondere also in axialer Richtung spielbehaftet angeordnet ist.

Diejenige durchgehende Ausnehmung im Lagerflansch 1 , in welcher das erste Lager 2 aufgenommen ist, wird zur äußeren Umgebung hin durch einen Deckel 10 abgedeckt, welche mit dem Lagerflansch 1 verbunden ist und einen Wellendichtring 9 aufnimmt, der zur Rotorwelle 7 hin abdichtet, insbesondere indem seine Dichtlippe auf einer fein bearbeiteten Dichtfläche der Rotorwelle 7 läuft.

Ein weiteres Lager der Rotorwelle 7 ist in einem weiteren Flanschteil aufgenommen, insbesondere das B-seitig angeordnet ist. Hierbei ist das weitere Lager als Festlager ausgeführt, so dass dort insbesondere wegen des geringen Spiels ein Winkelsensor anordenbar ist. Axial neben dem Winkelsensor ist ein Lüfter angeordnet, der von einer Lüfterhaube 20 umgeben ist.

Der Innenring des Lagers 2, also des Loslagers, ist auf die Rotorwelle 7 aufgesteckt und der Außenring des Lagers 2 ist in einer zylindrischen Bohrung des Lagerflansches 1 aufgenommen. Der lichte Innendurchmesser der Bohrung ist also größer als der Außendurchmesser der Rotorwelle 7. Daher ist der Deckel 10 auf die Welle aufgesteckt, so dass nur ein schmaler Ringspalt zwischen Rotorwelle 7 und Deckel 10 vorhanden ist. Der Deckel 10 weist einen Zentrierkragen auf, mit dem er am Rand der Bohrung am Lagerflansch 1 zentriert ist. Der Deckel 10 deckt somit die Bohrung ab.

Im Deckel 10 ist der Wellendichtring aufgenommen, dessen Dichtlippe auf einer Dichtfläche der Rotorwelle 7 läuft und somit zur Welle hin abdichtet.

Im axialen Endbereich der durch den Deckel 10 hindurchragenden Rotorwelle 7 ist eine axial sich erstreckende Passfedernut ausgebildet, in welche eine Passfeder 6 eingesteckt ist, welche radial aus der Rotorwelle 7 hervorragt.

Vorzugsweise weist die Passfeder 6 einen bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle 7 tangential ausgerichtete Oberflächenbereich auf.

Die Rotorwelle 7 ist aus Stahl gefertigt.

Als Transportsicherung ist eine Scheibe 8 auf die Rotorwelle 7 aufgesteckt. Hierzu weist die Scheibe 8 ein mittig an ihr ausgeformtes Loch auf.

Die Scheibe 8 ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt.

Eine Schraube 4 ist durch eine durch die Scheibe 8 durchgehende Radialbohrung 30 durchgeführt und drückt auf den Oberflächenbereich, insbesondere also auf die Passfeder.

Eine weitere Schraube 3 ist durch eine Axialbohrung 31 der Scheibe 8 geführt und in eine axial gerichtete Bohrung des Deckels 10 eingeschraubt. Mittels einer ersten Mutter 5, insbesondere Kontermutter, ist eine axiale Begrenzung und Fixierung der Scheibe 8 erreichbar. Mittels einer zweiten, ebenfalls auf die Schraube 3 aufgeschraubten Mutter ist eine axiale Begrenzung und Fixierung des Deckels 10 erreichbar.

Die Muttern fungieren vorzugsweise als Kontermuttern.

Der Schraubenkopf der Schraube drückt die Scheibe 8 auf ihrer von dem Deckel 10 abgewandten Seite zum Deckel 10 hin, wodurch die Scheibe 8 gegen eine Wellenstufe der Rotorwelle 7 angestellt wird und somit die Rotorwelle gegen das Festlager drückt, welches auf der vom Deckel 10 axial abgewandten Seite des Lagers 2 angeordnet ist. Somit ist die Rotorwelle 7 in axialer Richtung zum Festlager hin fixiert, insbesondere spielfrei fixiert.

Durch die Schraube 4, welche durch die Radialbohrung 30 der Scheibe 8 durchgeführt ist und auf die Passfeder der Rotorwelle 7 in radialer Richtung drückt, ist die Welle auch in radialer Richtung gesichert. Denn die Scheibe 8 ist durch die weitere Schraube 3, welche durch die Axialbohrung der Scheibe 8 geführt ist mit dem Deckel 10 verbunden, der mittels Schrauben mit dem Lagerflansch 1 verbunden ist, welcher mit dem Statorgehäuse verbunden ist. Somit ist die Rotorwelle 7 auch in radialer Richtung gesichert.

Die Scheibe 8 weist einen hohlzylindrischen Grundkörper auf, wobei an seinem Innenumfang eine Axialnut vorgesehen ist, in welche die Passfeder 6 hineinragt.

Die Radialbohrung 30 ist durchgehend durch den Grundkörper ausgeführt und darf auch als Gewindebohrung ausgeführt sein. Alternativ oder zusätzlich ist eine Mutter in einer am äußeren Umfang des Grundkörpers angeordneten Versenkung angeordnet und/oder stoffschlüssig verbunden, so dass die Schraube 4 am Schraubgewinde der Mutter und/oder der Gewindebohrung abgestützt ist und dabei auf die Passfeder 6 drückt.

Auf einen axialen Endbereich des Grundkörpers ist ein radial hervorragender Kragenbereich aufgesetzt, insbesondere der ebenfalls hohlzylindrisch ausgeführt ist. Der Kragenbereich ist mit dem Grundkörper einstückig, also einteilig, ausgeführt, insbesondere als Ku n ststoff s p ri tzg u sste i I .

Der Außendurchmesser des Kragenbereichs ist größer als der Außendurchmesser des Grundkörpers. Die Axialbohrungen 31 sind durch den Kragenbereich durchgehend ausgeführt, insbesondere wobei die Axialbohrungen 31 in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, insbesondere gleichmäßig beabstandet.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die Schraube 4 nicht auf die Passfeder 6, sondern direkt an die Rotorwelle 7 angedrückt. Bezugszeichenliste

1 Lagerflansch 2 Lager, insbesondere Loslager

3 Schraube

4 Schraube

5 Mutter

6 Passfeder 7 Rotorwelle

8 Scheibe

9 Wellendichtring

10 Deckel

20 Lüfterhaube 30 Radialbohrung

31 Axialbohrung