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Gebiet der Erfindung
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Die Offenbarung betrifft eine Motorwellenlagerung für einen Elektromotor und ein Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus
DE 433 54 33 A1 , sind Elektromotoren mit einseitiger Lagerung der Motorwelle bekannt.
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Allerdings sind die aus dem Stand der Technik bekannten einseitigen Lagerungen der Motorwelle nicht zur Aufnahme von Axial- und Querkräften aus dem Abtrieb geeignet oder benötigen hierfür einen großen Bauraum.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Offenbarung ist es, eine Motorwellenlagerung für einen Elektromotor und ein Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors anzugeben, welche gegenüber dem Stand der Technik verbessert sind, insbesondere sollte eine raumsparende oder stabile Lagerung angegeben werden, welche einfach zu fertigen sein sollte.
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Die Aufgabe wird mit einer Motorwellenlagerung für einen Elektromotor gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren nach dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Motorwellenlagerung für einen Elektromotor angegeben, mit einem Lagerschild, einer Motorwelle mit einem Rotorbereich zur Aufnahme eines Rotors des Elektromotors, zwei Schrägwälzlagern, welche in dem Lagerschild angeordnet sind und welche die Motorwelle lagern, wobei die Schrägwälzlager in einem Lagerbereich der Motorwelle einseitig des Rotorbereichs angeordnet sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors mit einer einseitig gelagerten Motorwelle, welche einen Lagerbereich und einen Rotorbereich aufweist, angegeben, mit Montage einer Motorwellenlagerung nach einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen mit Lagern des Lagerbereichs der Motorwelle in den Schrägwälzlagern; und Anbringen eines Rotors des Elektromotors am Rotorbereich der Motorwelle.
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Typischerweise entspricht der Rotorbereich axial, d. h. entlang der Längsachse der Motorwelle, einem Abschnitt der Motorwelle, welcher zum Anbringen eines Rotors vorgesehen ist, wobei der Rotor insbesondere einen Rotorträger oder einen Magnetträger umfassen kann. Typischerweise ist der Rotorbereich axial in Richtung des Lagerbereichs durch einen ersten Absatz beschränkt, beispielsweise durch eine stufenförmige Verbreiterung der Motorwelle zum Lagerbereich hin. Der erste Absatz kann als mechanischer Anschlag für den Rotor dienen.
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Bei typischen Ausführungsformen sind die Schrägwälzlager in dem Lagerbereich abtriebsseitig des Rotorbereichs angeordnet. Typischerweise umfasst der Lagerbereich der Motorwelle die axialen Bereiche der Motorwelle, in denen die Schrägwälzlager an der Motorwelle angebracht sind, und den axialen Bereich der Motorwelle, der zwischen den Schrägwälzlagern liegt. Bei typischen Ausführungsformen ist der Lagerschild als A-Lagerschild ausgeführt. Der Lagerbereich der Motorwelle kann axial abtriebsseitig durch einen Abtriebsflansch und axial zum Rotorbereich hin durch ein Vorspannmittel begrenzt sein.
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In typischen Ausführungsformen umfasst jedes der zwei Schrägwalzlager jeweils einen Innenring, einen Außenring und Wälzkörper. Dabei ist jeweils der Innenring an der Motorwelle angebracht und stellt eine innere Lauffläche für die Wälzkörper an der Motorwelle bereit, der Außenring ist an dem Lagerschild angebracht und stellt eine äußere Lauffläche für die Wälzkörper an dem Lagerschild bereit.
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Typische Ausführungsformen der Motorwellenlagerung umfassen Vorspannmittel zum Vorspannen der Schrägwälzlager. Typischerweise ist ein Vorspannmittel auf der Motorwelle angeordnet. Bei typischen Ausführungsformen sind die Schrägwälzlager gegeneinander vorgespannt. Typischerweise sind die Schrägwälzlager starr vorgespannt, insbesondere ohne eine Feder oder eine Wellscheibe. Bei typischen Ausführungsformen sind die Vorspannkräfte größer als die zulässigerweise durch die Schrägwalzlager aufnehmbaren Axialkräfte oder Querkräfte. Typische Ausführungsformen weisen eine spielfrei gelagerte Motorwelle auf, welche bei beispielhaften Ausführungsformen auch unter Belastung innerhalb der zulässigen Belastungen spielfrei ist.
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Als Axialkräfte und Querkräfte werden Kräfte bezeichnet, die zwischen der Motorwelle und dem Lagerschild über die Schrägwälzlager übertragen werden. Axialkräfte wirken dabei in axialer Richtung, d. h. entlang der Längsachse der Motorwelle. Querkräfte hingegen wirken senkrecht zur axialen Richtung, d. h. senkrecht zur Längsachse der Motorwelle. Axialkräfte und Querkräfte können insbesondere auch aus Drehmomenten resultieren, welche beispielsweise auf den Lagerschild oder am Abtrieb auf die Motorwelle wirken. So können Querkräfte durch ein Kippmoment, welches auf die Motorwelle wirkt, entstehen.
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Bei typischen Ausführungsformen ist das Vorspannmittel als Wellenmutter ausgeführt. Typischerweise ist die Wellenmutter zwischen dem Rotorbereich und den Schrägwälzlagern angebracht. Bei weiteren Ausführungsformen ist die Wellenmutter an der dem Rotorbereich abgewandten Seite des Lagerbereichs angebracht. Bei weiteren Ausführungsformen sind die Schrägwälzlager durch eine Gehäusemutter vorgespannt. Bei weiteren Ausführungsformen sind die Schrägwälzlager durch einen geschraubten Flansch oder über einen Ring in dem Lagerschild vorgespannt. Weitere Ausführungsformen umfassen Abstimmscheiben oder passend gefertigte Bauteile zum Vorspannen der Schrägwälzlager.
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Bei typischen Ausführungsformen läuft ein Radial-Wellendichtring auf der Wellenmutter. Bei Ölschmierung der Schrägwälzlager wird typischerweise die Wellenmutter mit Klebstoff abgedichtet. Weitere Ausführungsformen verwenden alternative Dichtmittel zur Abdichtung des Lagerraums.
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Bei einer typischen Ausführungsform ist das Vorspannmittel zwischen dem Rotorbereich und den zwei Schrägwälzlagern angeordnet. Bei weiteren Ausführungsformen ist das Vorspannmittel abtriebsseitig der Schrägwälzlager angeordnet.
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Bei typischen Ausführungsformen ist die Motorwelle ausschließlich durch die zwei Schrägwälzlager gelagert. Es kann ein Encoder mit Eigenlagerung eingesetzt werden, dieser weist typischerweise eine eigene Welle auf, die an die Motorwelle angebaut wird.
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Typischerweise sind die jeweiligen Außendurchmesser der Schrägwälzlager gleich groß. Der Außendurchmesser eines Schrägwälzlagers ist durch den Außendurchmesser eines Außenrings des Schrägwälzlagers gegeben. Typischerweise sind die Schrägwälzlager so eingebaut, dass die Steifigkeit der Motorwellenlagerung für Axialkräfte in beiden Richtungen, d. h. für Zug- und Druckkräfte in axialer Richtung, gleich groß ist.
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Bei typischen Ausführungsformen ist die axiale Länge des Lagerbereichs kürzer als die Länge des Rotors, typischerweise kürzer als die Hälfte der Länge des Rotors. Die axiale Länge des Lagerbereichs entspricht der Hälfte der Länge des Lagerbereichs entlang der Längsachse der Motorwelle. Bei einer typischen Ausführungsform ist der Rotor beispielsweise 150 mm lang und die axiale Länge des Lagerbereichs beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 66 mm. Bei weiteren Ausführungsformen ist der Rotor 200 mm lang und die axiale Länge des Lagerbereichs beträgt90 mm.
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Bei weiteren Ausführungsformen ist die halbe axiale Länge des Lagerbereichs kürzer als die Länge des Rotors, typischerweise kürzer als die Hälfte der Länge des Rotors.
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Bei typischen Ausführungsformen ist der axiale Abstand zwischen den Schrägwälzlagern kürzer als zumindest einer der Außendurchmesser der Schrägwälzlager, insbesondere kürzer als 50%, typischerweise kürzer als 35% der typischerweise identischen Außendurchmesser der zumindest zwei Schrägwälzlager oder des kleineren der beiden Schrägwälzlager bei Schrägwälzlagern mit unterschiedlichen Außendurchmessern. Bei typischen Ausführungsformen ist der axiale Abstand zwischen den Schrägwälzlagern kürzer ist als die Länge des Rotors, typischerweise kürzer als die Hälfte der Länge des Rotors, noch typischerweise kürzer als ein Viertel der Länge des Rotors.
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Dabei ist der axiale Abstand zwischen den Schrägwälzlagern als der Abstand entlang der Längsachse der Motorwelle zwischen zwei einander zugewandten Flächen der Innenringe der Schrägwälzlager zu verstehen. Bei einer typischen Ausführungsform ist der Außendurchmesser der Schrägwälzlager 95 mm, der axiale Abstand zwischen zwei Schrägwälzlagern 20 mm, der Rotor ist 150 mm lang; bei einer weiteren Ausführungsform betragen die jeweiligen Werte 125 mm bzw. 35 mm, 200 mm.
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Bei typischen Ausführungsformen entspricht die axiale Länge des Lagerbereichs der Motorwelle etwa 2- bis 4-mal der Breite eines der beiden Schrägwälzlager. Die Breite eines Schrägwälzlagers ist dabei durch die räumliche Ausdehnung des Schrägwälzlagers entlang der Längsachse der Motorwelle gegeben.
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Bei typischen Ausführungsformen haben beide Schrägwälzlager zumindest im Wesentlichen dieselbe Breite. Typischerweise liegt die axiale Länge des Lagerbereichs der Motorwelle bei mehr als der doppelten Breite eines der beiden Schrägwälzlager und bei weniger als der fünffachen Breite, insbesondere bei weniger als der dreifachen Breite.
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Bei typischen Ausführungsformen sind die Schrägwälzlager als Kegelrollenlager ausgeführt, die eine hohe Belastbarkeit aufweisen können. Bei weiteren Ausführungsformen sind die Schrägwälzlager als Schrägkugellager oder als Nadellager ausgeführt.
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In typischen Ausführungsformen sind die Schrägwälzlager zur Übertragung von Axialkräften und von Querkräften zwischen der Motorwelle und dem Lagerschild ausgebildet. Bei typischen Ausführungsformen beträgt die über die Schrägwälzlager maximal übertragbare Axialkraft zumindest 50% der maximal übertragbaren Querkraft. Bei typischen Ausführungsformen beträgt die über die Schrägwälzlager maximal übertragbare Axialkraft zumindest 70% oder zumindest 90% der maximal übertragbaren Querkraft.
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Bei typischen Ausführungsformen ist der Lagerschild einstückig ausgebildet. Typischerweise ist der Lagerschild als Dreh- oder Frästeil hergestellt. Als Basis zur Herstellung des Lagerschilds kann sowohl Vollmaterial als auch ein geschmiedeter oder gegossener Rohling verwendet werden. Weitere typische Ausführungsformen sind mit einem mehrteiligen Lagerschild ausgestattet, beispielsweise kann ein Anbauflansch auf den Lagerschild aufgepresst sein.
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Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Lagerschild einen außen liegenden Anbauflansch, insbesondere einen radial außenliegenden Anbauflansch. Der Anbauflansch ist beispielsweise zur Verbindung mit einer Arbeitsmaschine oder mit einem feststehenden Maschinenelement vorgesehen. Typischerweise ist der Anbauflansch einstückig mit dem Lagerschild hergestellt. Bei weiteren Ausführungsformen ist der Anbauflansch auf den Lagerschild geschraubt. Typischerweise ist der Anbauflansch axial im Lagerbereich angeordnet.
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Typischerweise umfasst der Lagerschild einen außen liegenden Gehäuseflansch zur Befestigung des Lagerschilds an einem Gehäuse eines Elektromotors.
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Bei typischen Ausführungsformen weist die Motorwelle einen Absatz auf, wobei der Absatz insbesondere radial, beispielsweise als eine stufenförmige Verbreiterung der Motorwelle, ausgeführt ist. Typischerweise weist die Motorwelle einen ersten Absatz zwischen dem Rotorbereich und dem Lagerbereich auf, wobei der insbesondere radial ausgeführte Absatz als mechanischer Anschlag für den Rotor ausgeführt sein kann.
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Bei typischen Ausführungsformen weist die Motorwelle einen Abtriebsflansch auf. Typischerweise ist der Abtriebsflansch einstückig mit der Motorwelle ausgeführt. Der Abtriebsflansch ist typischerweise abtriebsseitig des Lagerbereichs angeordnet. Bei typischen Ausführungsformen weist der Abtriebsflansch einen zweiten Absatz auf, der als mechanischer Anschlag, insbesondere als axialer mechanischer Anschlag, für eines der beiden Schrägwälzlager, insbesondere für einen Innenring eines Schrägwälzlagers, ausgeführt sein kann.
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Bei typischen Ausführungsformen weist der Abtriebsflansch an der Abtriebsseite axial ausgeführte Bohrlöcher, insbesondere Bohrlöcher mit Gewinde, auf.
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Die Motorwelle kann einen verjüngten Bereich an dem dem Abtriebsflansch gegenüberliegenden Ende der Motorwelle aufweisen, der das Zusammenführen der Motorwelle beispielweise mit den Innenringen der Schrägwälzlager, dem Lagerschild, einer Wellenmutter oder dem Rotor erleichtern kann.
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Bei typischen Ausführungsformen weist die Motorwelle zwischen dem Rotorbereich und dem Lagerbereich einen Gewindebereich auf, der zum Anschrauben einer Wellenmutter vorgesehen sein kann.
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Bei typischen Ausführungsformen weist die Motorwelle eine abtriebsseitige Zentrierbohrung zur Einleitung von Kräften auf. Typischerweise ist die Zentrierbohrung axial ausgeführt. Bei typischen Ausführungsformen ist die Zentrierbohrung als Sacklochbohrung ausgeführt. Bei weiteren typischen Ausführungsformen verläuft die Zentrierbohrung axial durchgehend durch die Motorwelle.
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Eine typische Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Elektromotor mit einer Motorwellenlagerung nach einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen und einem auf der Motorwelle in dem Rotorbereich angeordneten Rotor.
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Bei typischen Ausführungsformen ist ein Ritzel, insbesondere ein schrägverzahntes Ritzel, an der Abtriebsseite an der Motorwelle zum Einsatz in einem Ritzel-Zahnstange-Antrieb befestigt. Das Ritzel ist dabei beispielsweise durch Passung mit der Zentrierbohrung an der Motorwelle befestigt. Insbesondere ist der Anbauflansch an dem Lagerschild zur Verbindung mit einem Schlitten oder einem feststehenden Maschinenelement ausgelegt. Die Motorwellenlagerung ist dabei zur spielfreien Aufnahme der durch den Verzahnungskontakt zwischen Ritzel und Zahnstange eingeleiteten Axialkräfte und Querkräfte ausgebildet.
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Bei typischen Ausführungsformen ist der Elektromotor als Permanentmagnet-Synchronmotor (PMSM) ausgeführt.
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Bei typischen Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors werden die Außenringe der Schrägwälzlager in den Lagerschild gepresst. Typischerweise werden ein erster Innenring und erste Wälzkörper, beispielsweise ein erster Satz Wälzkörper, im Lagerbereich der Motorwelle auf die Motorwelle gepresst, wobei der erste Innenring und die ersten Wälzkörper dem von dem Rotorbereich weiter entfernten Schrägwälzlager der zwei Schrägwälzlager zugeordnet sind. Typischerweise wird dann die Motorwelle beispielsweise mit dem Rotorbereich voran in den Lagerschild gesteckt. Typischerweise werden dann ein zweiter Innenring und zweite Wälzkörper, beispielsweise ein zweiter Satz Wälzkörper, über den Rotorbereich der Motorwelle geschoben und in dem Lagerbereich der Motorwelle angeordnet, wobei der zweite Innenring und die zweiten Wälzkörper dem näher an dem Rotorbereich gelegenen Schrägwälzlager der zwei Schrägwälzlager zugeordnet sind.
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Bei typischen Ausführungsformen des Verfahrens wird daraufhin eine Wellenmutter über den Rotorbereich auf die Motorwelle geschoben und an dem zweiten Innenring angeordnet. Typischerweise wird die Wellenmutter mit einem definierten Anzugsdrehmoment auf die Motorwelle geschraubt, wobei die Schrägwälzlager gegeneinander vorgespannt werden.
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Die vorangehend beschriebenen Verfahrensschritte zum Lagern des Lagerbereichs der Motorwelle in den Schrägwälzlagern sind nicht als Schranken in Bezug auf das in dem nebengeordneten Anspruch beanspruchte Verfahren aufzufassen. Vielmehr beschreiben die vorangehend beschriebenen Verfahrensschritte beispielhaft eine typische Ausführungsform. So werden in weiteren Ausführungsformen, in welchen beispielsweise eine Gehäusemutter als Vorspannmittel eingesetzt wird, die Verfahrensschritte zum Lagern des Lagerbereichs der Motorwelle in den Schrägwälzlagern in entsprechend abgeänderter Form und Reihenfolge ausgeführt.
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Typischerweise wird ein Hohlraum, auch als Lagerraum bezeichnet, der die Schrägwälzlager umgibt, durch Anbringen von zumindest zwei Radial-Wellendichtringen abgedichtet. Bei Ölschmierung der Schrägwälzlager werden die Schrägwälzlager zwischen dem Anbringen eines ersten Radial-Wellendichtrings und eines zweiten Radial-Wellendichtrings mit Öl befüllt.
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Bei typischen Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors wird nach der Montage der Motorwellenlagerung, wobei der Lagerbereich der Motorwelle in den Schrägwälzlagern gelagert wird, der Rotor des Elektromotors am Rotorbereich der Motorwelle angebracht. Typischerweise wird eine Motorwellenlagerung mit Rotor dann mit einem im Gehäuse angebrachten Stator verbunden, insbesondere über einen Gehäuseflansch. Typischerweise umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors weiterhin die Montage eines Encodergehäuses, eines Encoders und eines zusätzlichen Radial-Wellendichtrings sowie die Verdrahtung der elektrischen Anschlüsse.
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Typische Ausführungsformen des Elektromotors bieten gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass über die Motorwelle eingeleitete Axialkräfte und Querkräfte aus dem Abtrieb über die Schrägwälzlager, den Lagerschild und den Anbauflansch abgeleitet werden, ohne beispielsweise auf das Gehäuse eines Elektromotors übertragen werden zu müssen. Typische Ausführungsformen der Motorwellenlagerung bieten den Vorteil, dass sie keinen Lagerbock und kein Getriebe zur Aufnahme von Axialkräften benötigen. Dadurch benötigen typische Ausführungsformen beispielsweise weniger Bauraum. Typische Ritzel-ZahnstangenAntriebe, welche eine Motorwelle in einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sind Lagerbock-frei oder Getriebe-frei.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei die Figuren zeigen:
- 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer typischen Motorwellenlagerung;
- 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Elektromotors mit einer typischen Motorwellenlagerung; und
- 3 zeigt schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachfolgend werden typische Ausführungsformen anhand der Figuren beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist, vielmehr wird der Umfang der Erfindung durch die Ansprüche bestimmt.
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Bei der Beschreibung der Figuren werden die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet. Teilweise werden Merkmale, welche bereits im Zusammenhang mit anderen Figuren beschrieben wurden, der Übersichtlichkeit halber nicht nochmals beschrieben.
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer typischen Motorwellenlagerung 1 mit einem Lagerschild 3 und einer Motorwelle 5. Die Motorwelle 5 ist mittels zweier Schrägwälzlager 11 in dem Lagerschild 3 gelagert.
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Die Motorwelle 5 umfasst einen Rotorbereich 7, welcher zur Aufnahme eines Rotors eines Elektromotors vorgesehen ist (siehe 2), und einen Lagerbereich 9, in welchem die Motorwelle 5 in dem Lagerschild 3 gelagert ist. Der Lagerbereich 9 umfasst den axialen Bereich der Motorwelle 5, der durch die zwei Schrägwälzlager 11 eingefasst ist. Die Schrägwälzlager 11 in dem Lagerbereich 9 sind einseitig des Rotorbereichs 7 angeordnet.
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In 1 sind die Schrägwälzlager 11 als Kegelrollenlager ausgebildet. Die Schrägwälzlager 11 umfassen Wälzkörper 15, Innenringe 17 und Außenringe 19, welche die inneren Laufflächen bzw. äußeren Laufflächen für die Wälzkörper 15 bereitstellen. Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 sind die inneren Laufflächen auf den Innenringen 17 der beiden Schrägwälzlager 11 einander zugeneigt.
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Bei typischen weiteren Ausführungsformen sind die Laufflächen der Innenringe der beiden Schrägwälzlager voneinander weg geneigt. Zusammenfassend sind Ausführungsformen mit einer X-Anordnung der Schrägwälzlager und Ausführungsformen mit einer O-Anordnung der Schrägwälzlager möglich.
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Die Schrägwälzlager 11 sind mittels eines Vorspannmittels 13, in 1 als Wellenmutter ausgeführt, vorgespannt. Das Vorspannmittel 13 ist auf die Motorwelle 5 geschraubt, wodurch die Schrägwälzlager 11 gegeneinander vorgespannt sind. Die Schrägwälzlager 11 sind in beiden axialen Richtungen mittels jeweils eines Radial-Wellendichtrings 23 abgedichtet. Bei der Ausführungsform der 1 läuft ein Radial-Wellendichtring 23 auf dem Vorspannmittel 13. Bei typischen Ausführungsformen ist der durch die Radial-Wellendichtringe 23 abgedichtete Raum mit Öl befüllt.
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Die Motorwelle 5 weist typischerweise eine Zentrierbohrung 25 auf. Die Ausführungsform der 1 umfasst eine Motorwelle 5 als durchgehende Hohlwelle.
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Bei weiteren typischen Ausführungsformen kann die Zentrierbohrung 25 als Sacklochbohrung ausgeführt sein. Bei weiteren typischen Ausführungsformen kann die Motorwelle 5 als Vollwelle ausgeführt sein.
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Die Motorwelle der 1 weist einen radial ausgeführten ersten Absatz 28 auf, der als mechanischer Anschlag für einen Rotor, insbesondere für einen Rotorträger des Rotors, dienen kann. In 1 beschränkt der erste Absatz 28 den Rotorbereich 7 axial in Richtung des Lagerbereichs 9.
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Die Motorwelle 5 ist typischerweise einstückig mit einem Abtriebsflansch 26 ausgestaltet und weist darin ausgeführte Bohrlöcher 27 mit Gewinde auf. Der Abtriebsflansch 26 weist einen zweiten Absatz 29 auf, der als mechanischer Anschlag für einen Innenring der Innenringe 17 der Schrägwälzlager 11 dient.
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Der Lagerschild 3 umfasst typischerweise einen Anbauflansch 21, beispielsweise zur Verbindung des Lagerschilds 3 mit einer Arbeitsmaschine oder mit einem feststehenden Maschinenelement. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Anbauflansch 21 einstückig mit dem Lagerschild 3 ausgeführt und axial im Lagerbereich 9 angeordnet. Durch die einstückige Ausführung von Lagerschild 3 und Anbauflansch 21 werden eine hohe Stabilität der Motorwellenlagerung 1 und eine direkte Übertragung von Axialkräften und Querkräften aus dem Abtrieb über die Motorwelle 5, die Schrägwälzlager 11, den Lagerschild 3 und den Anbauflansch 21 gewährleistet.
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Bei Ausführungsformen umfasst der Lagerschild einen Gehäuseflansch 22 zur Verbindung mit einem Gehäuse. Bei typischen Ausführungsbeispielen ist der Gehäuseflansch 22 einstückig mit dem Lagerschild 3 ausgeführt. Bei weiteren Ausführungsformen sind der Anbauflansch oder der Gehäuseflansch als separate Bauelemente ausgeführt und werden an dem Lagerschild befestigt.
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2 zeigt einen Elektromotor 31 mit einer typischen Motorwellenlagerung 1. Typischerweise kommt die im Zusammenhang mit 1 gezeigte Motorwellenlagerung auch in der 2 zum Einsatz.
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An der Motorwelle 5 ist im Rotorbereich 7 ein Rotor 33 angebracht. Die Motorwelle 5 ist über die Schrägwälzlager 11 an dem Lagerschild 3 einseitig des Rotorbereichs 7 gelagert.
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Der Elektromotor 31 umfasst typischerweise ein Gehäuse 37. Bei typischen Ausführungsbeispielen, wie in der 2 gezeigt, ist das Gehäuse 37 über den Gehäuseflansch 22 mit dem Lagerschild 3 verschraubt. Der Elektromotor 31 umfasst einen Stator 35, welcher an dem Gehäuse 37 und um den Rotor 33 angebracht ist.
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Wie in 2 dargestellt, kann der Elektromotor 31 weiterhin elektrische Anschlüsse 39, ein Encodergehäuse 41, einen Encoder 43, einen weiteren Radial-Wellendichtring 45, einen Gehäusedeckel 47 oder eine Verdrahtung der elektrischen Bauelemente umfassen.
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3 zeigt schematisch den Ablauf eines typischen Verfahrens zur Herstellung eines in einer der hierin beschriebenen typischen Ausführungsformen, beispielsweise des Elektromotors 31, welcher in der 2 dargestellt ist.
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Bei 100 werden die beiden Außenringe 19 der Schrägwälzlager 11 in den Lagerschild 3 eingepresst.
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Bei 110 wird ein erster Innenring der Innenringe 17 und erste Wälzkörper der Wälzkörper 15 auf die Motorwelle 5 gepresst, wobei der erste Innenring und die ersten Wälzkörper dem von dem Rotorbereich 7 weiter entfernten Schrägwälzlager der Schrägwälzlager 11 zugeordnet sind.
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Bei 120 wird die Motorwelle 5 mit dem Rotorbereich 7 voran in den Lagerschild 3 gesteckt.
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Danach werden in einem Verfahrensschritt 130 ein zweiter Innenring der Innenringe 17 und zweite Wälzkörper der Wälzkörper 15 in dem Lagerbereich 9 der Motorwelle 5 angeordnet, wobei der zweite Innenring und die zweiten Wälzkörper dem näher an dem Rotorbereich 7 gelegenen Schrägwälzlager der Schrägwälzlager 11 zugeordnet sind.
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Dann wird in einem Verfahrensschritt 140 das Vorspannmittel 13 an dem zweiten Innenring angeordnet. Bei typischen Ausführungsformen wird das Vorspannmittel 13 in einem Gewindebereich der Motorwelle 5 auf die Motorwelle 5 zu dem zweiten Innenring der Innenringe 17 hin geschraubt. Bei typischen Ausführungsformen wird bei 140 der Kontaktbereich zwischen dem Vorspannmittel 13 und der Motorwelle 5, insbesondere zwischen Vorspannmittel 13 und dem Gewindebereich, mit einem Klebstoff befüllt. Hierdurch kann sowohl eine Abdichtung des Hohlraums als auch eine Sicherung des Vorspannmittels erreicht werden. Anschließend wird bei 150 das Vorspannmittel 13 auf der Motorwelle 5 mit einem definierten Drehmoment angezogen, typischerweise mit einem Drehmomentschlüssel. Dabei werden die Schrägwälzlager 11 vorgespannt.
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In einem Verfahrensschritt 160 werden die Radial-Wellendichtringe 23 angebracht, wobei zwischen dem Anbringen eines ersten Radial-Wellendichtrings der Radial-Wellendichtringe 23 und dem Anbringen eines zweiten Radial-Wellendichtrings der Radial-Wellendichtringe 23 die Schrägwälzlager 11 mit Öl befüllt werden können.
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Daraufhin wird in einem Verfahrensschritt 170 der Rotor 33 des Elektromotors 31 am Rotorbereich 7 der Motorwelle 5 angebracht.
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Typischerweise wird in einem weiteren Verfahrensschritt 180 der Elektromotor 31 vervollständigt. Dieser Verfahrensschritt 180 umfasst typischerweise das Verbinden des Lagerschilds 3 mit dem Gehäuse 37, typischerweise über den Gehäuseflansch 22. Mit dem Gehäuse 37 sind oder werden typischerweise weitere Bauelemente des Elektromotors 31 verbunden, insbesondere der Stator 35, die elektrischen Anschlüsse 39, das Encodergehäuse 41, der Encoder 43 oder der zusätzliche Radial-Wellendichtring 45.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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