-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Montagewerkzeug für eine Montage und/oder eine Demontage eines Elektromotors sowie ein Verfahren für eine Demontage eines Elektromotors und ein Verfahren für eine Montage eines Elektromotors.
-
Es ist bekannt, dass zur Wartung und zur Reparatur von Elektromotoren diese demontiert und anschließend wieder montiert werden müssen. Insbesondere bezieht sich eine solche Montage und Demontage darauf, einen Rotor von einem Stator des Elektromotors zu trennen. Beispielsweise kann es notwendig sein, denn Stator aus einem Integrationsgehäuse eines Elektromotors zusammen mit einem Lagerschild herauszuheben und auf diese Weise von dem Rotor abzuziehen. Moderne Elektromotoren sind dabei häufig in hochintegrierter Bauweise ausgeführt, weisen also zusätzlich zu dem Rotor und dem Stator weitere Komponenten, wie zum Beispiel ein Abtriebsgetriebe auf.
-
Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass die hohe Integration unterschiedlicher Komponenten in einem gemeinsamen Integrationsgehäuse zu einem großen Montageaufwand und Demontageaufwand führt. Insbesondere muss bei einer Demontage wie auch bei einer Montage des Stators und des Lagerschildes manuell darauf geachtet werden, dass der Rotor weder axial noch verkippend bewegt wird. Dies führt zu sehr aufwendiger Demontage und Montage, und insbesondere zu einem hohen entsprechenden Zeitaufwand. Auch ist es notwendig, entsprechend geschultes Personal vorzusehen, um solche Montageverfahren und Demontageverfahren durchzuführen.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise einen Schutz gegen Verkippen und/oder axialen Versatz eines Rotors bei der Montage und/oder bei der Demontage zu gewährleisten.
-
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Montagewerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren für eine Demontage mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie ein Verfahren für eine Montage mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Montagewerkzeug beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit den beiden erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
-
Erfindungsgemäß wird ein Montagewerkzeug vorgeschlagen für eine Montage und/oder eine Demontage eines Elektromotors. Ein solches Montagewerkzeug weist einen Abziehkörper mit einer Befestigungsschnittstelle zur Befestigung an einem Lagerschild und/oder einem Stator des Elektromotors auf. Der Abziehkörper ist weiter mit wenigstens zwei Rotationsaufnahmen ausgestattet zur rotierbaren und axial festen Lagerung von Abzugsmitteln. Darüber hinaus weist das Montagewerkzeug einen Brückenkörper mit wenigstens zwei Abzugsöffnungen mit Abzugsgewinden auf, in welche jeweils ein Abzugsmittel eingeschraubt ist. Der Brückenkörper ist weiter mit wenigstens einer Zentrieröffnung mit einem Zentriergewinde ausgestattet, in welches ein Zentriermittel eingeschraubt ist. Darüber hinaus weist das Montagewerkzeug eine Getriebevorrichtung auf für einen rotierenden Antrieb der Abzugsmittel für eine Relativbewegung des Brückenkörpers zum Abziehkörper. Das Zentriermittel ist an seinem Zentrierende mit einer Spannvorrichtung ausgestattet für ein verspannendes Befestigen an einem Rotor des Elektromotors. Der Brückenkörper weist weiter wenigstens zwei Führungsöffnungen auf, durch welche sich Führungsmittel erstrecken. Auch der Abziehkörper ist mit wenigstens zwei Führungsöffnungen ausgestattet, durch welche sich die gleichen Führungsmittel erstrecken. Diese Führungsmittel sind mit Befestigungsabschnitten ausgebildet für eine Befestigung an einem Integrationsgehäuse des Elektromotors.
-
Erfindungsgemäß ist also nun ein Montagewerkzeug vorgesehen, um die Montage aber auch die Demontage eines Elektromotors zur Verfügung stellen zu können. Nachfolgend wird die Montagebewegung näher erläutert, welche den Einsatz der einzelnen Bauteile näher beschreibt.
-
In einem ersten Schritt wird bei einem erfindungsgemäßen Montagewerkzeug das Zentriermittel in das Zentriergewinde eingeschraubt. Dabei wird zum Beispiel eine definierte Ausgangsposition in schraubender Weise erreicht, um eine Vorpositionierung des Zentriermittels gewährleisten zu können. Anschließend können zwei oder mehr Abzugsmittel in die entsprechenden Abzugsgewinde der Abzugsöffnungen eingeschraubt werden. Auch hier kann eine vordefinierte Ausgangsposition, insbesondere eine identische Ausgangsposition für alle Abzugsmittel vorgesehen werden. Anschließend kann am Ende der Abzugsmittel der Abzugskörper aufgesetzt werden, sodass sich die Enden der Abzugsmittel nun in die jeweilige Rotationsaufnahme hineinerstrecken. Für eine rotationsfreie und axial feste Lagerung können hier zum Beispiel Sicherungselemente oder Sicherungsringe vorgesehen werden, um die axiale und rotationsfreie Fixierung des jeweiligen Abzugsmittels in der jeweiligen Rotationsaufnahme gewährleisten zu können. Am gegenüberliegenden Ende ist es möglich, eine Getriebevorrichtung, zum Beispiel in Form eines Planetengetriebes, an den Abzugsmitteln anzubringen. Um eine Zentrierfunktionalität zur Verfügung zu stellen, ist das Zentriermittel mit einer entsprechenden Spannvorrichtung ausgestattet oder wird im Rahmen der Montage mit einer solchen Spannvorrichtung ausgestattet. Diese Spannvorrichtung kann zum Beispiel als Spannzange mit einer Spannmutter ausgebildet sein. Für die während der Montage und Demontage durchgeführte Relativbewegung zwischen dem Abziehkörper und dem Brückenkörper sind erfindungsgemäß noch Führungsmittel vorgesehen, welche sich durch entsprechende Führungsöffnungen im Abziehkörper und im Brückenkörper erstrecken. Beim Aufsetzen auf den Elektromotor können nun zum einen die Führungsmittel mit einem Integrationsgehäuse über die entsprechenden Befestigungsabschnitte verbunden werden. Zum anderen wird der Abzugskörper mit dem Stator und/oder dem Lagerschild des Elektromotors verbunden. In beiden Fällen handelt es sich vorzugsweise um eine reversible Befestigung, zum Beispiel mithilfe entsprechender Befestigungsgewinde.
-
Nachdem die voranstehenden Vorbereitungsmaßnahmen durchgeführt worden sind, befindet sich das Montagewerkzeug also auf dem Integrationsgehäuse und damit auf dem Elektromotor aufgesetzt. Um in diese Position zu gelangen, wird insbesondere ein Kran oder eine andersartige Hebevorrichtung als Hilfsmittel eingesetzt. Um nun denn Stator und den Lagerschild aus der eingesetzten Position im Elektromotor entfernen zu können, wird in einem ersten Schritt mithilfe der Spannvorrichtung das Zentriermittel am Rotor befestigt. Damit kann der Rotor in seiner Rotationsposition im Elektromotor und in seiner axialen Position festgelegt und gegen axiales Mitbewegen sowie gegen Verkippen gesichert werden. Die Abstützung der entsprechenden Axialkräfte und Querkräfte gegen das Verkippten können über das Zentriermittel und die Brücke wie auch über die Führungsmittel in das Integrationsgehäuse übertragen werden. Sobald die Getriebevorrichtung eine Rotationsbewegung auf die Abzugsmittel überträgt, führt dies durch die Gewindekorrelation mit den Abzugsgewinden zu einer Relativbewegung zwischen dem Brückenkörper und dem Abzugskörper. Dadurch, dass der Abzugskörper nun mit dem Lagerschild und/oder dem Stator fest verbunden ist, bezieht sich diese Relativbewegung auch auf diesen Teil des Elektromotors, sodass unter Beibehaltung der axialen und kippfreien Positionierung des Rotors der Stator und/oder das Lagerschild aus dem Elektromotor herausgezogen und damit vom Rotor abgezogen werden können.
-
Die voranstehende Erläuterung dieser Demontage sowie der vorbereitenden Maßnahmen kann selbstverständlich auch in entsprechend angepasster, insbesondere zumindest teilweise umgekehrter Reihenfolge dafür eingesetzt werden, dass auch eine Montage eines gewarteten oder reparierten Stators und Lagerschildes an dem Elektromotor zur Verfügung stellbar ist.
-
Wie aus der voranstehenden Erläuterung weiterhin ersichtlich wird, wird nun gleichzeitig eine definierte Bewegung des Stators und des Lagerschildes mit einer definierten Positionssicherung des Rotors kombinierbar. Diese Absicherung gegen axiale Mitbewegung wie auch gegen ein Verkippen des Rotors ist sowohl für Montagebewegungen als auch für Demontagebewegungen möglich.
-
Vorteilhaft kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Montagewerkzeug eine ungerade Zahl von Abzugsmitteln, insbesondere drei oder fünf Abzugsmittel, vorzugsweise in Form von Abzugswellen, vorgesehen ist. Die Verwendung einer ungeraden Zahl von Abzugsmitteln erlaubt es, besonders einfach und kostengünstig eine definierte und vor allem kippfreie oder kipparme Bewegung zur Verfügung zu stellen. Die Verwendung von insbesondere genau drei Abzugsmitteln bringt diese Vorteile mit minimalem Gewicht und minimalem Konstruktionsaufwand mit sich. Die einzelnen Abzugswellen können dabei zum Beispiel als Gewindestangen oder zumindest teilweise oder abschnittsweise als Gewindestangen ausgebildet sein.
-
Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Montagewerkzeug eine ungerade Anzahl von Führungsmitteln, insbesondere drei oder fünf Führungsmittel, vorzugsweise in Form von Führungswellen, vorgesehen sind. Auch eine ungerade Zahl von Führungsmitteln führt zu einer besonders exakten und vor allem kippfreien oder kipparmen Führung der erläuterten Relativbewegung. Eine Reduktion auf fünf bzw. insbesondere auf drei Führungsmittel erzielt diese Vorteile mit minimalem konstruktiven und Gewichtsaufwand. Die einzelnen Führungsmittel in Form von Führungswellen sind dabei insbesondere Stangen, vorzugsweise gewindefreie Stangen.
-
Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einem erfindungsgemäßen Montagewerkzeug das Abzugsgewinde und die Abzugsmittel korrespondierende Trapezgewinde aufweisen. Die Verwendung von Trapezgewinden erlaubt es, mit großer Steigung und insbesondere breiten Gewindeflanken eine entsprechend große Kraftübertragung zur Verfügung zu stellen. Da insbesondere eine Gewichtskraft nicht nur von Teilen des Montagewerkzeugs, sondern auch vom Stator und/oder dem Lagerschild des Elektromotors abgetragen werden müssen, kann eine solche Ausgestaltung als Trapezgewinde die Stabilität des Montagewerkzeugs positiv beeinflussen. Die Abzugsgewinde und die entsprechenden korrespondierenden Trapezgewinde im Abzugsmittel sind dabei vorzugsweise über alle Abzugsgewinde und alle Abzugsmittel hinweg mit der gleichen Gewindesteigung ausgestaltet.
-
Vorteile können ebenfalls erzielt werden, wenn bei einem erfindungsgemäßen Montagewerkzeug, das Zentriergewinde und das Zentriermittel korrespondierende metrische Gewinde aufweisen. Hier kann eine besonders einfache und kostengünstige Ausbildung für die Gewindepaarung zur Verfügung gestellt sein. Dabei kann es sich bei dem metrischen Gewinde sowohl um eine normale Gewindeausbildung als auch um eine sogenannte Feingewindeausbildung handeln. Dies erlaubt es, ein einfaches und schnelles Einstellen der axialen Ausrichtung des Zentriermittels zu gewährleisten und damit die entsprechende Positionskorrelation zum Rotor zur Verfügung zu stellen.
-
Weitere Vorteile sind erzielbar, wenn bei einem erfindungsgemäßen Montagewerkzeug die Getriebevorrichtung als Planetengetriebe ausgebildet ist, mit einem zentralen Antriebsrad und einem Planetenrad für jedes Abzugsmittel. Dies ist insbesondere bei der Ausgestaltung mit drei Abzugsmitteln vorteilhaft. Eine entsprechende Antriebsleistung kann zum Beispiel manuell oder aber auch mit einem Elektromotor automatisch zur Verfügung gestellt sein. Das Planetengetriebe erlaubt dabei insbesondere eine sehr gute und vorteilhafte Kraftübertragung bei schweren Bewegungsmöglichkeiten für den Stator und das Lagerschild.
-
Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Montagewerkzeug die Abzugsöffnungen auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet sind. Mit anderen Worten ist das Zentriermittel insbesondere mittig oder im Wesentlichen mittig in einem solchen Kreis ausgebildet und angeordnet, sodass die entsprechenden Hebelarme zu den einzelnen Abzugsmitteln gleich oder im Wesentlichen gleich sind. Die Kraftgleichgewichte, die sich an dem jeweiligen Punkt in dem Montagewerkzeug einstellen, führen auf diese Weise dazu, dass sie ebenfalls kippfrei oder kipparm die entsprechende Bewegungsfunktionalität zur Verfügung stellen.
-
Weiter von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Montagewerkzeug die Führungsöffnungen des Abziehkörpers und/oder des Brückenkörpers auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet sind. Insbesondere sind die entsprechenden Achsausrichtungen der Führungsöffnungen des Abziehkörpers und des Brückenkörpers miteinander koaxial ausgerichtet. Die Abzugsöffnungen sind dabei insbesondere weiter innen gelegen, als diese Führungsöffnungen, sodass die kreisförmige Ausgestaltung aller Öffnungen hier kombiniert zur Verfügung gestellt sein kann.
-
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für eine Demontage eines Elektromotors mit einem erfindungsgemäßen Montagewerkzeug, aufweisend die folgenden Schritte:
- - Einschrauben des Zentriermittels in das Zentriergewinde,
- - Einschrauben der Abzugsmittel in die Abzugsgewinde,
- - Lagern der Abzugsmittel mit den Rotationsaufnahmen,
- - Befestigen des Abzugskörpers an dem Stator und/oder dem Lagerschild des Elektromotors,
- - Einführen der Führungsmittel durch die Führungsöffnungen im Abzugskörper und im Brückenkörper,
- - Befestigen der Führungsmittel am Integrationsgehäuse des Elektromotors,
- - Befestigen der Spannvorrichtung am Rotor des Elektromotors,
- - Antreiben der Abzugsmittel über die Getriebevorrichtung.
-
Durch die Durchführung eines Demontageverfahrens bringt dieses dieselben Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Montagewerkzeug erläutert worden sind.
-
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für eine Montage eines Elektromotors mit einem Montagewerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, aufweisend die folgenden Schritte:
- - Befestigen der Spannvorrichtung des Zentriermittels am Rotor des Elektrokörpers,
- - Befestigen der Führungsmittel am Integrationsgehäuse des Elektromotors,
- - Antreiben der Getriebevorrichtung zum Einschieben des Stators und/oder des Lagerschildes in das Integrationsgehäuse.
-
Damit bringt ein erfindungsgemäßes Montageverfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Demontageverfahren sowie mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Montagewerkzeug erläutert worden sind. Als Ausgangsposition befindet sich dabei insbesondere der Stator und/oder der Lagerschild bereits befestigt an dem Montagewerkzeug, um entsprechend eingeschoben zu werden.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
- 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs,
- 2 die Ausführungsform der 1 in einer anderen perspektivischen Darstellung,
- 3 die Ausführungsform der 1 und 2 in einer anderen Ausrichtung,
- 4 die Ausführungsformen der 1 bis 3 in einer anderen Ausrichtung,
- 5 die Ausführungsformen der 1 bis 4 in einer anderen Ausrichtung,
- 6 die Ausführungsformen der 1 bis 5 in einer anderen Ausrichtung,
- 7 die Ausführungsform der 1 bis 6 in einer anderen Ausrichtung,
- 8 die Ausführungsformen der 1 bis 7 in einer anderen Ausrichtung,
- 9 die Ausführungsformen der 1 bis 8 in einer anderen Ausrichtung,
- 10 die Ausführungsform der 1 bis 9 in einer anderen Ausrichtung,
- 11 eine schematische Darstellung während eines Demontageschrittes,
- 12 der nächste Schritt nach 11 und
- 13 der nächste Schritt nach 12.
-
Anhand der 1 bis 10 wird nachfolgend der Aufbau eines erfindungsgemäßen Montagewerkzeugs näher erläutert. Grundsätzlich weist dieser einen Abziehkörper 20 und einen Brückenkörper 40 auf. Die 1 und 2 zeigen dabei die im Wesentlichen vollständig montierte Darstellung, während die 3 bis 10 andere Betriebssituationen mit anderen Montagesituationen zeigen. In der 1 ist gut zu erkennen, dass im Brückenkörper 40 eine zentrale Zentrieröffnung 46 mit einem Zentriergewinde 48 vorgesehen ist. In dieses Zentriergewinde 48 ist ein Zentriermittel 50 eingeschraubt, dessen unteres Zentrierende 52 mit einer Spannvorrichtung 54 ausgestattet ist. Diese Spannvorrichtung 54 ragt durch einen Abziehkörper 20 und eine zentrale Öffnung in demselben hindurch.
-
Weiter ist den Figuren gut zu entnehmen, dass gemeinsam auf einem Kreis angeordnet drei Abziehmittel 30 vorgesehen sind, welche rotationsfrei und axial fixiert in den entsprechenden Rotationsaufnahmen 24 des Abziehkörpers 20 angeordnet sind. Für eine Rotationsbewegung dieser Abziehmittel 30 erstrecken sich diese durch entsprechende Abziehöffnungen 42 und zugehörige Abzugsgewinde 44. Eine entsprechende Antriebsmöglichkeit ist über die Getriebevorrichtung 60 und dort das zentrale Antriebsrad 62 und die zugeordneten Planetenräder 64 möglich. Um eine Relativbewegung bei der Gewinderotation der Abzugsmittel 30 zu gewährleisten, sind hier ebenfalls auf einem gemeinsamen Kreis angeordnet drei Führungsmittel 70, welche sich durch entsprechende Führungsöffnungen 80 im Abzugskörper 20 und im Brückenkörper 40 erstrecken.
-
In der 3 und 4 ist dabei insbesondere der Ausgangspunkt dargestellt, bei welchem sich die Abzugsmittel 30 und das Zentriermittel 50 in einer Ausgangsposition befinden. Anschließend kann gemäß der 5 und 6 die Anbringung der Führungsmittel 70 erfolgen. Abschließend kann gemäß der 7 und 8 noch das Aufsetzen der Getriebevorrichtung 60 zur Verfügung gestellt sein. Die 9 und 10 zeigen unterschiedliche Relativbewegungspositionen zwischen dem Brückenkörper 40 und dem Abzugskörper 20.
-
11 zeigt eine Möglichkeit, wie eine Ausführungsform der 1 bis 10 auf ein Integrationsgehäuse 140 eines Elektromotors 100 aufgesetzt werden kann. In der 12 ist dabei gezeigt, wie die Führungsmittel 70 über ihre Befestigungsabschnitte 72 am Integrationsabschnitt 140 befestigt werden. Gleichzeitig kann über nicht näher erläuterte Befestigungsmittel eine Befestigungsverbindung zwischen dem Abzugskörper 20 und dem Lagerschild 110 bzw. dem Stator 120 hergestellt werden. Mithilfe einer Spannvorrichtung 54 des Zentriermittels 50 erfolgt eine axiale und kippsichernde Befestigung am Rotor 130. Abschließend erfolgt durch den Antrieb über die Getriebevorrichtung 60 eine Relativbewegung des Abzugskörpers 20 zum Brückenkörper 40, sodass auf diese Weise der Stator 120 und das Lagerschild 110 gemäß der 13 nach oben abgehoben werden kann.
-
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
