DE102006056238A1 - Kurzbauender Servomotor mit Winkelgetriebe - Google Patents

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Martin Laupheimer
Bernd Böckenhoff
Dietmar Bühler
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Abstract

Ein Servomotor weist ein Winkelgetriebe auf. Das Ritzel des Winkelgetriebes ist unmittelbar starr mit der Hauptwelle verbunden. Zwischen dem Ritzel und dem Anker des Servomotors sitzt eine Lageranordnung aus zwei Kegelrollenlagern, die gemeinsam die Hauptwelle an dieser Stelle bezüglich sämtlicher Axialkräfte und der Radialkräfte lagern, die von dem Winkelgetriebe herrühren. Aus Sicht der Kegelrollenlager befindet sich auf der anderen Seite des Ankers ein zweites Rillenkugellager, durch das die Achse so hindurchführt, dass sie in dem Innenring des Rillenkugellagers verschiebbar ist.

Description

  • Servogetriebemotoren werden dazu verwendet, gesteuert Maschinenteile zu bewegen. Deswegen werden an Servomotoren erhöhte Forderungen hinsichtlich der Positioniergenauigkeit gestellt, da die Lage ausschließlich über in dem Motor angeordnete Resolver/Inkrementalgeber ermittelt wird. Besonderes Augenmerk gilt dabei dem Getriebe, das die Motordrehzahl auf die in der Maschine benötigte Drehzahl einstufig heruntersetzt. Das Zahnflankenspiel, das sich unter Umständen temperaturabhängig dramatisch verändert, hat einen großen Einfluss auf die Positioniergenauigkeit.
  • In erhöhtem Maße gilt dies für Servogetriebemotoren, die über ein Winkelgetriebe mit dem angetriebenen Teil der Maschine gekuppelt sind. Der Servogetriebemotor kann wegen des Start-Stop- und Bremsbetriebs unter Umständen beachtliche Temperaturen annehmen. Die dadurch verursachte Längenausdehnung des Gehäuses und der Ankerwelle können sich nachteilig auf die Eingriffsverhältnisse im Kegelradgetriebe auswirken. Um diese zu eliminieren, sitzt bei den heute bekannten Servomotoren mit Winkelgetriebe zwischen diesem und dem Anker eine Schiebekupplung, die spielfrei arbeiten soll und den Längenausgleich schafft.
  • Durch die Schiebekupplung wird jedoch die Baulänge der Gesamtanordnung deutlich vergrößert und außerdem ist es sehr schwierig die Schiebekupplung spielfrei und hinreichend axialverschieblich zu bekommen.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung einen Servogetriebemotor zu schaffen, der sich durch kurze Baulänge und einen in jedem Falle spielfreien Betrieb zwischen Motor und Ritzel des Kegelgetriebes auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Servomotoranordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
  • Die neue Servomotoranordnung umfasst ein Kegelradgetriebe mit einem Eingangskegelrad oder -ritzel und einem Ausgangskegelrad oder Tellerrad. Die Ausgangswelle des Kegelradgetriebes ist in einer Gehäuseanordnung gelagert. Das Eingangskegelrad oder -ritzel ist starr drehfest und unmittelbar mit der Hauptwelle verbunden, die im Winkel, vorzugsweise rechtwinklig, zu der Ausgangswelle ausgerichtet ist.
  • Unmittelbar neben dem Eingangskegelrad befindet sich eine erste Lageranordnung, die dazu vorgesehen ist, die Hauptwelle hinsichtlich der Axial- und der Radialkräfte zu lagern, die von dem Kegelradgetriebe ausgehen. Dadurch ist der Abstand zwischen der Lageranordnung, die die Axiallage des Ritzels im Kegelradgetriebe definiert, zu dem Eingangsritzel sehr kurz, was zu geringen betragsmäßigen Längenänderungen führt, die keinen spürbaren Einfluss auf die Eingriffsverhältnisse im Kegelradgetriebe haben.
  • Aus der Sicht des Eingangskegelrads befindet sich der Anker auf der anderen Seite dieser ersten Lageranordnung, und zwar auch wiederum in der unmittelbaren Nähe. Der Anker und das Eingangskegelrad sind somit unmittelbar ohne irgendwelche weiteren Kupplungen über die Hauptwelle starr miteinander verbunden. Die Längenänderungen, die die Hauptwelle und das Gehäuse aufgrund von Temperaturschwankungen erfahren, wirken sich also überwiegend in Richtung auf den Motor und somit aus der Sicht des Kegelrades auf der anderen Seite der ersten Lageranordnung aus. Dementsprechend ist das zweite Lager zum Lagern der Hauptwelle ein Lager, das über einen Schiebesitz mit der Hauptwelle verbunden ist. Dort auftretendes radiales Lagerspiel hat, wegen der verhältnismäßig großen Zeigerlänge, ebenfalls keinen Einfluss auf die Eingriffsverhältnisse in dem Kegelradgetriebe.
  • Durch die spezielle Art der Unterbringung der ersten Lageranordnung, die die Axialkräfte aufnimmt, wird die gesamte Längenänderung, die die Hauptwelle erfährt, auf einen kurzen Abschnitt in Richtung Ritzel und einen langen Abschnitt in Richtung Motor und darüber hinaus, aufgeteilt. Der kurze Achsstummel zwischen der ersten Lageranordnung und dem Ritzel verhindert Veränderungen im Eingriffsspiel und im Tragbild zwischen den Kegelrädern.
  • Bei dem Winkelgetriebe kann es sich um ein bogenverzahntes Kegelradgetriebe handeln, das ohne Achsversatz aus geführt ist, oder um ein Hypoidgetriebe.
  • Die Montage vereinfacht sich, wenn die Getriebegehäuseanordnung dreiteilig ist und sich aus einem Halsteil, einem Kopfteil und einem Deckel zusammensetzt, durch den die Ausgangwelle hindurchführt.
  • Fluchtungsprobleme bei der Montage lassen sich vermeiden, wenn der Halsteil und der Kopfteil über eine Zentriereinrichtung miteinander verbunden sind.
  • Die erste Lageranordnung kann vorteilhafterweise in dem Halsteil der Getriebegehäuseanordnung untergebracht sein. Diese Anordnung ermöglicht, wie weiter unten ausgeführt ist, die Unterbringung von zwei Kegelrollenlagern.
  • Eine sehr spielfreie erste Lageranordnung kann erreicht werden, wenn zwei Kegelrollenlager verwendet werden. Diese ermöglichen auch eine hohe Radial- und Axialbelastung.
  • Die Herstellung der Hauptwelle und deren Verbindung mit dem Ritzel wird vereinfacht, wenn das Ritzel des Kegelrads mit einem Einsteckschaft einstückig hergestellt ist. Dieser Einsteckschaft kann vorzugsweise mit einer Schrumpfpassung in einer Bohrung der Hauptwelle sitzen.
  • Diese Art der Verbindung vermeidet jegliche Profiländerung am Ritzel, während des Schrumpfvorgangs bei der Verbindung mit der Hauptwelle.
  • Eine weitere Vereinfachung der Anordnung kann erreicht werden, wenn der Motor ein eigenes Gehäuse aufweist, das mit dem Halsteil der Getriebegehäuseanordnung verbunden ist. Dadurch lassen sich zwei kurzbauende Gehäuseabschnitte erreichen, bei denen jedes für sich leicht herzustellen ist und die Außengestalt an die jeweiligen Anforderungen angepasst ist.
  • Das Gehäuse des Motors kann auf der von der Getriebegehäuse abliegenden Seite einen Motordeckel tragen, der die zweite Lageranordnung enthält.
  • Die zweite Lageranordnung kann von einem Rillenkugellager gebildet sein. Das Rillenkugellager kann bevorzugt mit Schiebesitz auf der Hauptwelle sitzen um den Längenausgleich zu beherrschen.
  • Dadurch kann das Kugellager mit Presssitz im Gehäuse sitzen, das üblicherweise aus Leichtmetall besteht, während die Achse aus gehärtetem Stahl hergestellt ist. Durch die Art der Anordnung wird die verschleißbehaftete empfindliche Gleitlagerpaarung auf die gehärteten Stahlteile zwischen Kugellager und Achse verlagert. Das Lager kann auch mit Presssitz auf der Welle angeordnet sein und in dem Gehäuse mit Schiebesitz sitzen.
  • Der Anker besteht üblicherweise aus Blechlamellen. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der geblechte Anker mit der Hauptwelle verklebt ist.
  • Bei dem Motor handelt es sich vorteilhafterweise um einen bürstenlosen Motor.
  • Mit der Hauptwelle kann eine Bremsenanordnung gekuppelt sein, die aus der Sicht des Winkelgetriebes hinter dem Motor positioniert ist.
  • Den Schluss der Anordnung kann noch ein Resolver bilden, der in einer Verlängerung des Motorgehäusedeckels sitzt.
  • Im Übrigen sind Weiterbildungen der Erfindung Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Die nachfolgende Figurenbeschreibung erläutert Aspekte zum Verständnis der Erfindung. Weitere, nicht beschriebene Details kann der Fachmann in der gewohnten Weise den Zeichnungen entnehmen die insoweit die Figurenbeschreibung ergänzen. Es ist klar, dass eine Reihe von Abwandlungen möglich sind.
  • Die nachfolgenden Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstäblich. Zur Veranschaulichung der wesentlichen Details kann es sein, dass bestimmte Bereiche übertrieben groß dargestellt sind. Darüber hinaus sind die Zeichnungen vereinfacht und enthalten nicht jede bei der praktischen Ausführung gegebenenfalls vorhandene Detail.
  • 1 zeigt eine Servogetriebemotoranordnung in einer perspektivischen Gesamtansicht.
  • 2 zeigt die Servogetriebemotoranordnung nach 1 im Längsschnitt, der die Achse der Hauptwelle und der Ausgangswelle enthält.
  • 1 zeigt eine Servogetriebemotoranordnung in perspektivischer Darstellung. An der Servogetriebemotoranordnung 1 sind ein Winkelgetriebeabschnitt 2, ein Motor 3, ein Bremsenabschnitt 4 sowie ein Resolverabschnitt 5 voneinander zu unterscheiden. Aus dem Winkelgetriebeabschnitt 2 ragt eine Ausgangswelle 6 heraus.
  • Im Bereich des Bremsenabschnittes 4 ist eine elektrische Anschlussgarnitur 7 zu erkennen, über die der Strom zu dem Bremsenabschnitt 4 und dem Motor 3 zugeführt wird. Der Resolverabschnitt 5 ist mit einer Anschlussgarnitur 8 für Datenkabel versehen.
  • Gemäß 2 gehören zu dem Getriebeabschnitt 2 eine Getriebegehäuseanordnung 9, die Ausgangswelle 6 sowie eine erste Lageranordnung 10 für eine Hauptwelle 11 und zwei Kegelräder 12 und 13, die ein Winkelgetriebe 14 bilden.
  • Die Getriebegehäuseanordnung 10 gliedert sich in einen Flanschdeckel 15 und einen Kopfteil 16 mit einem einstückigen Halsteil 17, das einen rotaionssymmetrischen Innenraum enthält.
  • Der Flanschdeckel 15 schließt einen Innenraum 18 des Kopfteils 16 zur Vorderseite hin ab. Der Flanschdeckel 15 steckt hierzu mit einem rohrförmigen Fortsatz 19 in einer Öffnung 20 des Kopfteils 15. Der Flanschdeckel 15 enthält eine Durchgangsstufenbohrung 21, durch die die Ausgangswelle 6 aus dem Innenraum 18 nach außen führt.
  • Zur Lagerung der Ausgangswelle 6 sind zwei Kegelrollenlager 22 und 23 vorgesehen, die in Lagersitzen 24 und 25 stecken. Der Lagersitz 24 wird von einem Teil der Durchgangsstufenbohrung 21 gebildet, während der andere Lagersitz dem Flanschdeckel 14 gegenüber in der Rückwand des Kopfteils 16 enthalten ist.
  • Die Ausgangswelle 6 steckt mit einem Wellenzapfen 26 in dem Kegelrollenlager 23 und mit einem Wellenbund 27 in dem Kegelrollenlager 22. Neben dem Wellenbund 27 befindet sich ein weiterer Wellenbund 28 mit kleinerem Durchmesser, der aufgeschrumpft das Ausgangskegelrad oder Tellerrad 13 trägt. Ein Wellenzapfen 29 führt schließlich nach außen.
  • Die Abdichtung besorgt eine Lippendichtung 31 in der Durchgangsbohrung 21.
  • Das andere Kegelrad 12 des Winkelgetriebes 14 ist drehfest mit der Hauptwelle 11 verbunden.
  • Die Hauptwelle 11 ist ein zylindrisches Gebilde, dessen Durchmesser in Stufen ausgehend von dem Ritzel 12 zum anderen Ende hin abnimmt. Die Lagerung der Hauptwelle 11 geschieht einerseits in der Nähe des Ritzels 12 durch die erste Lageranordnung 10 und im hinteren Bereich durch ein Rillenkugellager 33.
  • Die erste Lageranordnung 10 setzt sich aus zwei Kegelrollenlagern 34 und 35 zusammen, die sich in dem rohrförmigen Halsteil 17 befinden und durch einen Bund 36 auf Abstand gehalten sind, der in dem rohrförmigen Innenraum des Halsteils 17 radial nach innen vorsteht. Der Bund 36 bildet eine Stirnanlagefläche für die Außenlagerringe der beiden Kegelrollenlager 34 und 35 und fixiert die Lage der ersten Lageranordnung 10 gegenüber der Ausgangswelle 6. Ihre Innenringe sitzen auf einem Wellenabschnitt 37 der Hauptwelle 11. Der Wellenabschnitt 37 weist den größten Durchmesser aller Abschnitte der Hauptwelle 11 auf und er beginnt unmittelbar bei dem Ritzel 12.
  • Die Verbindung zwischen dem Ritzel 12 und der Hauptwelle 11 geschieht mittels eines zylindrischen Zapfens 38 der einstückiger Bestandteil des Ritzels 12 ist und der in eine Sackbohrung 39 eingeschrumpft ist, die vom vorderen Ende her koaxial in die Hauptwelle 11 hineinführt. Die dem Kegelrollenlager 34 benachbarte Flankenfläche des Ritzels 12 bildet die axiale Anlagefläche für den Innenlagerring des linken Kegelrollenlagers 34.
  • Die axiale Sicherung der Hauptwelle 11, bezogen auf 2 nach links, d.h. in Richtung auf das Kegelrad 13, geschieht mit Hilfe eines Sprengrings 41, der in einer entsprechenden Umfangsnut in dem Wellenabschnitt 37 sitzt. Um die richtige Vorspannung in axialer Richtung für die beiden Kegelrollenlager 34 und 35 zu erhalten, liegen zwischen dem Sprengring 41 und dem Innenlagerring des rechten Kegelrollenlagers 35 entsprechende Ausgleichsscheiben 42, die bei der Montage entsprechend den Toleranzen ausgewählt werden. Die Kegelrollenlager 34 und 35 sind zwischen dem Ritzel 12 und dem Sprengring 41 eingesperrt und vorgespannt.
  • Schließlich enthält der Halsteil 17 auf der rechten Seite noch eine Lippendichtung 43, die rechts von dem Sprengring 41 gegen den Wellenabschnitt 37 anliegt. Das rohrförmige Halsteil 17 enthält somit die beiden Kegelrollenlager 34 und 35 sowie die Dichtung 43.
  • Die beiden Kegelrollenlager 34 und 35 sind auf Grund ihrer Einbaulage in unmittelbarer Nähe des Ritzels 12 im Stande die Radial- und Axialkräfte aufzunehmen, die von dem Ritzel 12 ausgehen. Temperaturbedingte Längenänderungsdifferenzen zwischen dem Getriebegehäuseanordnung 9 und der Hauptwelle 11 in diesem Bereich haben keinen Einfluss auf die Eingriffs- und Tragverhältnisse zwischen dem Ritzel 12 und dem Tellerrad 13. Das Flankenspiel wird weitgehend konstant bleiben, so wie es werkseitig eingestellt ist.
  • Nach rechts schließt sich an dem Halsteil 17 der Motor 3 an. Zu dem Motor gehört ein rohrförmiges Gehäuse 44, in dem die Feld- oder Statorwicklung 46 untergebracht ist. Das Motorgehäuse 44 ist mit dem Halsteil über eine zentrierende Steckverbindung 46 verbunden, so dass Fluchtungsfehler zwischen dem Halsteil 17 und dem Motorgehäuse 44 ausgeschlossen ist. Im Bereich des Motors 3 hat sich die Hauptwelle 11 auf einen Wellenabschnitt 47 verjüngt, der deutlich kleiner ist als der Durchmesser des Wellenabschnittes 37. Auf dem Wellenabschnitt 47 ist der Anker 48 des Motors aufgeklebt. Bei dem Anker 48 handelt es sich um einen geblechten Käfigläufer oder einen Anker einer Synchronmaschien. Durch das Verkleben des Ankers 48 mit dem Wellenabschnitt 47 entsteht eine stoffschlüssige Verbindung, die das erforderliche Drehmoment überträgt und die obendrein sehr genau ist. Zusätzlich kann noch eine Passfeder vorhanden sein um einen Formschluss herzustellen.
  • An den Wellenabschnitt 47 schließt sich ein Wellenabschnitt 49 an, der durch das Rillenkugellager 33 hindurch führt und mit dem Innenring des Rillenkugellagers 33 einen Schiebesitz bildet. Wenn thermisch bedingte Längenänderungsdifferenzen zwischen der ersten Lageranordnung 10 und dem Rillenkugellager 33 einerseits und der Längenausdehnung der Hauptwelle 11 in diesem Bereich auftreten, bleibt die Hauptwelle 11 am linken Ende beim Ritzel 12 fixiert, während sie in dem Innenlagerring des Rillenkugellagers 33 geringfügig gleiten kann.
  • Das Rillenkugellager 33 steckt in einem Lagersitz 50, der in einem Gehäusedeckel 51 untergebracht ist. Der Gehäusedeckel 51 schließt das Motorgehäuse 44 nach rechts ab.
  • Der Gehäusedeckel 51 ist ebenfalls über eine Steckverbindung ähnlich der Steckverbindung zwischen dem Halsteil 17 und dem Motorgehäuse 44 an dem Motorgehäuse 44 angeschlossen.
  • Der Gehäusedeckel 51 ist topfförmig nach rechts verlängert und enthält einen Elektromagneten 52, dessen Bremsscheibe 53 drehfest mit der Hauptwelle 11 verbunden ist. Die topfförmige Verlängerung des Gehäusebodens 51 bildet mit einem weiteren Deckel 54 ein Gehäuse für die aus dem Elektromagneten 52 und der Bremsscheibe 53 gebildete elektrische Bremse in dem Bremsabschnitt 4.
  • Nach rechts wird die Anordnung durch einen Resolver 55 vervollständigt, die sich in dem Resolverabschnitt 5 befindet. Unter Resolver soll hier auch ein Inkrementalgeber verstanden werden.
  • Die gesamte Anordnung wird durch Schrauben zusammengehalten, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht veranschaulicht sind.
  • Die Montage der Anordnung geschieht in der Weise, dass zunächst durch die Bohrung 20 das Kegelrollenlager 34 in dem Halsteil 17 montiert wird.
  • In einem parallelen Arbeitsschritt wird das vorgefertigte Ritzel 12 mit dem Schaft 38 in die Sackbohrung 39 der Hauptwelle 11 eingeschrumpft. Die so gebildete Untereinheit kann anschließend durch eine Öffnung 59 in das bereits montierte Kegelrollenlager 34 eingeführt werden. Die Öffnung 58 befindet sich in dem Kopfteil 16 dem Halsteil 17 gegenüber und fluchtet mit dem rohrförmigen Innenraum in dem Halsteil 17.
  • Sodann wird von der rechten Seite des Halsteils 17 her das Kegelrollenlager 35 montiert. Die Beilagscheiben 41 werden auf den Wellenabschnitt 37 aufgeschoben und der Sprengring 42 eingesetzt. Die Dicke des Stapels aus Beilagscheiben 41 ist so gewählt, dass die beiden Kegelrollenlager 34 und 35 die vorgeschriebene konstruktive gewünschte Axialvorspannung haben.
  • Der Zugang zu dem Ritzel 12 durch die Öffnung 58 hindurch gestattet es auf einfache Weise ein Widerlagerwerkzeug anzubringen, wenn der Sprengring 42 gesetzt wird.
  • Anschließend wird gegebenenfalls nach Einsetzen einer entsprechenden Passfeder der Anker 48 auf dem Wellenabschnitt 47 verklebt.
  • In einem parallelen Arbeitsschritt ist beispielsweise durch einen Schrumpfvorgang das Kegelrad 13 auf den Wellenbund 28 aufgesetzt worden. Der Innenlagerring des Kegelrollenlagers 23 wird auf dem Bund 26 montiert. Durch die Öffnung 20 hindurch kann nun der Außenlagerring in dem Lagersitz 25 platziert werden. Anschließend wird der Kegelrollenkranz eingelegt und es wird von der Öffnung 20 her die vormontierte Ausgangswelle 6, auf der gegebenenfalls bereits der Innenlagerring des Kegelrollenlagers 22 aufgesteckt wurde, montiert. Das Aufsetzen des Flanschdeckels 15, der gleichzeitig außen eine kreisrunde Zentrierfläche bildet, vervollständigt die Montage im Bereich des Kopfteils 9. Es kann nun ein Abschlussdeckel 59 in die bislang noch offene Öffnung 51 eingepresst werden, womit der Kopfteil 9 verschlossen ist. Die Lippendichtung 34 kann nachträglich oder während des Zusammenbaus mit dem Flanschdeckel 15 eingefügt werden.
  • Nachdem die Kegelrollenlageranordnung 10 in dem Halsteil 17, zusammen mit der Hauptwelle 11 platziert ist, ist die Hauptwelle 11 axial unverrückbar mit der Getriebegehäuseanordnung 2 verbunden. Die kritischen Maße zwischen dem Ritzel 12 und dem Tellerrad 13 sind damit eindeutig vorgegeben und unabhängig von der übrigen Montage.
  • Es kann nun das mit der Statorwicklung 46 bestückte Gehäuse 44 auf die rechte Stirnseite des Halsteils 17 aufgesteckt werden. Schließlich wird der Gehäusedeckel 51 mit dem daran sitzenden Rillenkugellager 33 auf der rechten Seite des Motorgehäuses angeordnet.
  • Wenn das Rillenkugellager 33 mit Presssitz auf dem Wellenabschnitt 49 sitzt, ist es mit Schiebesitz in dem Sitz 50 des Gehäuses enthalten. Um axiale Schwingungen zu vermeiden ist es zweckmäßig, wenn, bezogen auf die Darstellung von 2, rechts von dem Rillenkugellager 33 eine Wellfederscheibe zwischen dem Außenlagerring des Rillenkugellagers 33 und dem benachbarten Grund des Lagersitzes 50 eingefügt wird.
  • Nunmehr kann der Gehäusedeckel 51 aufgesteckt werden. In dem topfförmigen Innenraum des Gehäusedeckels 51 wird der Elektromagnet 52 der Bremse platziert. Anschließend wird die Bremsscheibe 23 auf der Welle 22 montiert, der Deckel 54 aufgesetzt, und der Resolver 55 oder Inkrementalgeber, je nach Ausführungsform, wird mit seinen statischen Teilen in dem Gehäuse montiert. Der Dreh- oder Impulsgeber wird auf der Hauptwelle 11 befestigt. Die ganze Anordnung wird mit einem Schlussdeckel 57 verschlossen.
  • Da das Halsteil 17 aus Leichtmetall besteht und auch das Motorgehäuse 44, werden diese beiden Teile bei Erwärmung eine andere Längenausdehnung zeigen als die Hauptwelle 11 in diesem Abschnitt. Da die axiale Lagerung des Ritzels 12 in unmittelbarer Nähe des Ritzels 12 erfolgt, sind die Längenausdehnungsdifferenzen der Hauptwelle 11 und des Halsteils 17 in diesem Bereich extrem klein, so dass insgesamt keine negativen Auswirkungen auf die Eingriffsverhältnisse zwischen dem Tellerrad 13 und dem Ritzel 12 entstehen. Die neue Lösung verwendet eine durchgehende Hauptwelle und kommt ohne Schiebekupplungen aus, um den Temperaturgang der Anordnung zu beherrschen. Die Längendifferenz zwischen der Ausdehnung der Hauptwelle 11 und der gesamten Gehäusegruppe wird von dem Rillenkugellager 33 aufgenommen, das einerseits die radiale Lagerung der Hauptwelle 11 in diesem Bereich liefert und das gleichzeitig ein axiales Schiebelager für die Welle 11 darstellt.
  • Der Anker 48 befindet sich zwischen der ersten Lageranordnung 10 und dem Rillenkugellager 33. Rechts von dem Rillenkugellager 33 befinden sich nur noch Elemente mit geringer Masse, die keinen negativen Einfluss auf den dort liegenden gelagerten Wellenstummel der Hauptwelle 11 haben.
  • Ein Servomotor weist ein Winkelgetriebe auf. Das Ritzel des Winkelgetriebes ist unmittelbar starr mit der Hauptwelle verbunden. Zwischen dem Ritzel und dem Anker des Servomotors sitzt eine Lageranordnung aus zwei Kegelrollenlagern, die gemeinsam die Hauptwelle an dieser Stelle bezüglich sämtlicher Axialkräfte und der Radialkräfte lagern, die von dem Winkelgetriebe herrühren. Aus Sicht der Kegelrollenlager befindet sich auf der anderen Seite des Ankers ein zweites Rillenkugellager, durch das die Achse so hindurchführt, dass sie in dem Innenring des Rillenkugellagers verschiebbar ist.

Claims (21)

  1. Servomotoranordnung (1) mit einem Kegelradgetriebe (14), das ein Eingangskegelrad (12) sowie ein Ausgangskegelrad (13) aufweist und dessen Ausgangswelle (6) in einer Gehäuseanordnung (9) gelagert ist, mit einer im Winkel zu der Ausgangswelle (6) angeordneten Hauptwelle (11), mit der des Eingangsritzel (12) starr verbunden ist, mit einer ersten Lageranordnung (11), – die in der Getriebegehäuseanordnung (9) enthalten ist, – durch die die Lage des Eingangskegelrads (12) in dem Kegelradgetriebe (14) festgelegt ist, – die dem Eingangskegelrad (12) benachbart ist und – die dazu vorgesehen ist die Hauptwelle (11) hinsichtlich der Axial- und der Radialkräfte zu lagern, die von dem Kegelradgetriebe (14) ausgehen, mit einem Anker (48), der auf der Hauptwelle (11) drehfest sitzt und sich unmittelbar neben der ersten Lageranordnung (10) auf der anderen Seite wie das Eingangskegelrad (12) befindet, und mit einer zweiten Lageranordnung (33), mittels derer die Hauptwelle (11) an ihrem anderen Ende () drehbar und axial verschieblich gelagert ist.
  2. Servomotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kegelradgetriebe (14) bogenverzahnt ist.
  3. Servomotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kegelradgetriebe (14) ein Hypoidgetriebe () ist.
  4. Servomotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuseanordnung (9) sich aus einem Halsteil (17), einem Kopfteil (16) und einem Deckel (15) zusammensetzt, durch den die Ausgangswelle (6) hindurch führt.
  5. Servomotoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den Halsteil (17) und den Kopfteil (15) bildenden Gehäuseabschnitte einstückig miteinander verbunden sind.
  6. Servomotoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Halsteil (17) die erste Lageranordnung untergebracht ist.
  7. Servomotoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kopfteil (16) das Kegelradgetriebe (14) enthalten ist.
  8. Servomotoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Halsteil (17) im Wesentlichen im rohrförmig ist.
  9. Servomotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lageranordnung (10) eine Doppelkegelrollenlageranordnung (34, 35) ist.
  10. Servomotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel (12) des Kegelradgetriebes (14) mit einem Einsteckschaft (38) einstückig verbunden ist, der in einer Bohrung (39) der Hauptwelle (11) sitzt.
  11. Servomotoranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsteckschaft (38) in die Hauptwelle (11) eingeschrumpft ist.
  12. Servomotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Motor (3) ein eigenes Gehäuseteil (44) zugeordnet ist.
  13. Servomotoranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (44) des Motors (3) mit dem Halsteil (17) verbunden ist.
  14. Servomotoranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuseteil (44) des Motors (3) auf der von der Getriebegehäuseanordnung (9) abliegenden, Seite ein Motordeckel (51) aufgesetzt ist, in dem die zweite Lageranordnung (33) angeordnet ist.
  15. Servomotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lageranordnung (33) von einem Rillenkugellager gebildet ist, das mit Schiebesitz in dem Gehäuse angeordnet ist.
  16. Servomotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (48) mit der Hauptwelle verklebt ist.
  17. Servomotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Motor (3) ein bürtstenloser Motor vorzugsweise eine Synchronmotor ist.
  18. Servomotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Hauptwelle (11) eine Bremsenanordnung (52, 53) drehfest gekuppelt ist.
  19. Servomotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Hauptwelle (11) der Geber eines Resolvers (55) gekoppelt ist.
  20. Servomotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (52, 53) und der Resolver (55) in einer rohrförmigen Verlängerung des Motordeckels (51) untergebracht sind.
  21. Servomotoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Lageranordnung (10) und dem Motor (3) eine Lippendichtung (43) vorgesehen ist.
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