DE102019124839B4

DE102019124839B4 - Assembly tool for assembling a rotor, method for assembling a rotor and drive device

Info

Publication number: DE102019124839B4
Application number: DE102019124839.6A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Bethge
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2019-09-16
Filing date: 2019-09-16
Publication date: 2023-02-23
Anticipated expiration: 2039-09-17
Also published as: DE102019124839A1

Abstract

Montagewerkzeug zum Montieren eines Rotors (24) eines Elektromotors (20) in ein Motorgehäuse (40), dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentrierhülse (72) vorgesehen ist, welche in ein Motorgehäuse (40) einschiebbar ist, derart, dass die Zentrierhülse (72) vor dem Montagevorgang des Rotors (24) in das Motorgehäuse (40) einsetzt wird und nach dem Montagevorgang des Rotors (24) wieder aus dem Motorgehäuse (40) entfernt wird, wobei im darauffolgenden Schritt ein demontierter Stator (22) in das Motorgehäuse (40) eingesetzt wird, wobei die Zentrierhülse (72) eine Außenumfangsfläche (74) aufweist, welche im eingeschobenen Zustand der Zentrierhülse (72) zumindest teilweise an einer Innenumfangsfläche (48) des Motorgehäuses (40) anliegt, und eine Innenumfangsfläche (78) mit einem konischen, in Fügerichtung des Rotors (24) zulaufenden Axialabschnitt (82) aufweist, welcher derart ausgeführt ist, dass der Rotor (24) im Rotor-Montagevorgang durch die Zentrierhülse (72) in dem Motorgehäuse (40) radial positionierbar ist.Assembly tool for assembling a rotor (24) of an electric motor (20) in a motor housing (40), characterized in that a centering sleeve (72) is provided which can be pushed into a motor housing (40) in such a way that the centering sleeve (72) is inserted into the motor housing (40) before the assembly process of the rotor (24) and is removed from the motor housing (40) again after the assembly process of the rotor (24), with a dismantled stator (22) being inserted into the motor housing (40 ) is used, the centering sleeve (72) having an outer peripheral surface (74) which, when the centering sleeve (72) is in the inserted state, rests at least partially on an inner peripheral surface (48) of the motor housing (40), and an inner peripheral surface (78) with a conical Has, in the joining direction of the rotor (24) tapering axial section (82), which is designed such that the rotor (24) in the rotor assembly process through the centering sleeve (72) in the motor housing (40) radially is positionable.

Description

Die Erfindung betrifft ein Montagewerkzeug und ein Verfahren zum Montieren eines Rotors eines Elektromotors in ein Motorgehäuse. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug.The invention relates to an assembly tool and a method for assembling a rotor of an electric motor in a motor housing. Furthermore, the invention relates to a drive device for an electric vehicle.

Die wesentlichen Bestandteile einer elektrischen Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug sind ein Elektromotor und ein Getriebe. Der Elektromotor umfasst einen Rotor und einen Stator, wobei der Stator drehfest in einem Motorgehäuse angeordnet ist und der Rotor über zwei Lagerelemente drehbar in dem Motorgehäuse gelagert ist. Der Rotor weist üblicherweise ein Rotorblechpaket und eine Rotorwelle auf, wobei die Rotorwelle an einem getriebeseitigen axialen Ende mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbunden ist. Des Weiteren sind im Motorgehäuse im Bereich der Lagerelemente jeweils ein Erdungsring zur Vermeidung eines Stromflusses durch die Lagerelemente und jeweils ein Radialwellendichtring zur Abdichtung des Motorgehäuseinnenraums angeordnet.The essential components of an electric drive device for an electric vehicle are an electric motor and a transmission. The electric motor comprises a rotor and a stator, the stator being arranged in a torque-proof manner in a motor housing and the rotor being rotatably mounted in the motor housing via two bearing elements. The rotor usually has a laminated rotor core and a rotor shaft, the rotor shaft being non-rotatably connected to a transmission input shaft at a transmission-side axial end. Furthermore, in the motor housing in the area of the bearing elements there is a grounding ring to prevent current flow through the bearing elements and a radial shaft sealing ring to seal off the interior of the motor housing.

Bei der Montage des Rotors, insbesondere nach einem Ausbau des Rotors bei einer Reparatur der Antriebsvorrichtung, muss der Rotor in das Motorgehäuse eingesetzt werden, wenn die anderen Komponenten, wie beispielsweise das Getriebe, die Erdungsringe und die Radialwellendichtringe, bereits montiert sind. Beim Wiedereinsetzen des Rotors in das Motorgehäuse führen Verkippungen und Desachsierungen des Rotors zu einer Beschädigung der bereits montierten Komponenten, wodurch die darauffolgende, einwandfreie Funktionalität der Antriebsvorrichtung beeinträchtigt wird und nicht gewährleistet werden kann.When assembling the rotor, especially after removing the rotor when repairing the drive device, the rotor must be inserted into the motor housing when the other components, such as the gearbox, the grounding rings and the radial shaft sealing rings, have already been assembled. When the rotor is reinserted into the motor housing, tilting and misalignment of the rotor lead to damage to the components that have already been installed, as a result of which the subsequent flawless functionality of the drive device is impaired and cannot be guaranteed.

Grundsätzlich ist ein Montagewerkzeug zur Montage eines Rotors eines Elektromotors in ein Motorgehäuse beispielsweise aus der US 4 955 128 A bekannt.Basically, an assembly tool for mounting a rotor of an electric motor in a motor housing, for example from U.S.A. 4,955,128 known.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Montagewerkzeug bereitzustellen, welches eine Montage des Rotors ermöglicht, nach welcher eine einwandfreie und zuverlässige Funktionsweise der Antriebsvorrichtung gewährleistet wird.The object of the invention is to provide an assembly tool that enables assembly of the rotor, after which proper and reliable functioning of the drive device is ensured.

Diese Aufgabe wird durch ein Montagewerkzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by an assembly tool having the features of independent claim 1 .

Das Montagewerkzeug umfasst eine Zentrierhülse, welche in ein Motorgehäuse einschiebbar ist, wobei die Zentrierhülse eine Außenumfangsfläche aufweist, welche im eingeschobenen Zustand der Zentrierhülse zumindest teilweise an einer Innenumfangsfläche des Motorgehäuses anliegt, und eine Innenumfangsfläche mit einem konischen, in Fügerichtung des Rotors zulaufenden Axialabschnitt aufweist, welcher derart ausgeführt ist, dass der Rotor im Rotor-Montagevorgang durch die Zentrierhülse in dem Motorgehäuse radial positionierbar ist. Dabei wird der Rotor durch die Innenumfangsfläche mit steigender Einschubtiefe des Rotors in Richtung einer vordefinierten Längsachse radial positioniert.The assembly tool comprises a centering sleeve which can be inserted into a motor housing, the centering sleeve having an outer peripheral surface which, when the centering sleeve is inserted, at least partially rests against an inner peripheral surface of the motor housing, and an inner peripheral surface with a conical axial section tapering in the direction of assembly of the rotor. which is designed in such a way that the rotor can be positioned radially in the rotor assembly process through the centering sleeve in the motor housing. In this case, the rotor is radially positioned by the inner peripheral surface with increasing insertion depth of the rotor in the direction of a predefined longitudinal axis.

Die Zentrierhülse wird vor dem Montagevorgang des Rotors in das Motorgehäuse eingesetzt und nach dem Montagevorgang des Rotors wieder aus dem Motorgehäuse entfernt. Im darauffolgenden Schritt kann ein demontierter Stator in das Motorgehäuse eingesetzt werden.The centering sleeve is inserted into the motor housing before the rotor assembly process and removed from the motor housing again after the rotor assembly process. In the next step, a dismantled stator can be inserted into the motor housing.

Durch die in dem Motorgehäuse eingesetzte Zentrierhülse wird eine Desachsierung des Rotors verhindert, wodurch Beschädigungen an den anderen, bereits montierten Komponenten, wie beispielsweise an dem Radialwellendichtring oder dem Erdungsring verhindert werden. Des Weiteren wird eine fehlerhafte Verbindung zwischen der Rotorwelle und der Getriebeeingangswelle verhindert.The centering sleeve used in the motor housing prevents the rotor from being misaligned, which prevents damage to the other components that are already installed, such as the radial shaft sealing ring or the grounding ring. Furthermore, a faulty connection between the rotor shaft and the transmission input shaft is prevented.

Außerdem wird durch das einfach ausgestaltete Montagewerkzeug auf eine einfache und kostengünstige Weise die Montage des Rotors verbessert und die Reparatur der elektrischen Antriebsvorrichtung vereinfacht.In addition, the simply configured assembly tool improves the assembly of the rotor in a simple and cost-effective manner and simplifies the repair of the electric drive device.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Zentrierhülse an einem aus dem Motorgehäuse herausragenden axialen Ende eine Anlaufschulter auf, welche axial an einer Stirnfläche des Motorgehäuses anliegt. Dadurch kann eine vordefinierte Einschublänge der Zentrierhülse auf eine einfache Weise eingehalten werden. Außerdem kann die Demontage der Zentrierhülse nach dem Montagevorgang des Rotors vereinfacht werden, indem die Zentrierhülse an der Anlaufschulter durch einen Werker oder durch ein Werkzeug gegriffen werden kann und aus dem Motorgehäuse herausgezogen werden kann.In a preferred embodiment, the centering sleeve has a contact shoulder on an axial end protruding from the motor housing, which abuts axially on an end face of the motor housing. As a result, a predefined insertion length of the centering sleeve can be maintained in a simple manner. In addition, the dismantling of the centering sleeve after the assembly process of the rotor can be simplified in that the centering sleeve can be gripped at the starting shoulder by a worker or by a tool and can be pulled out of the motor housing.

Vorzugsweise weist die Anlaufschulter eine durchgehende Innengewindebohrung auf, in welche eine Schraube einschraubbar ist. Im Einschraubvorgang der Schraube tritt die Schraube ab einer vordefinierten Einschraubtiefe aus der Innengewindebohrung aus und triff auf die Stirnfläche des Motorgehäuses, wobei durch ein Fortsetzen des Einschraubvorgangs der Schraube sich die Schraube an der Stirnfläche des Motorgehäuses derart abstützt, dass mit zunehmender Einschraubtiefe der Spalt zwischen der Stirnfläche des Motorgehäuses und der dazu gegenüberliegenden Fläche der Anlaufschulter anwächst. Der durch das Einschrauben der Schraube erzeugte Spalt dient dazu, dass die Anlaufschulter bei der Demontage der Zentrierhülse einfacher gegriffen werden. Weiterhin können Setzungsvorgänge zwischen der Außenumfangsfläche der Zentrierhülse und der Innenumfangsfläche des Motorgehäuses durch das Einschrauben der Schraube und die dadurch bewirkte Translationsbewegung der Zentrierhülse relativ zum Motorgehäuse einfach und mit relativ wenig Kraftaufwand aufgehoben werden.The contact shoulder preferably has a continuous internally threaded bore into which a screw can be screwed. During the screwing-in process of the screw, the screw emerges from the internally threaded hole from a predefined screwing depth and hits the end face of the motor housing, whereby by continuing the screwing-in process of the screw, the screw is supported on the end face of the motor housing in such a way that with increasing screwing depth the gap between the Face of the motor housing and the opposite surface of the starting shoulder increases. The gap created by screwing in the screw is used to ensure that the contact shoulder when dismantling the centering easier to grip. Furthermore, settlement processes between the outer peripheral surface of the centering sleeve and the inner peripheral surface of the motor housing can be canceled easily and with relatively little effort by screwing in the screw and the resulting translational movement of the centering sleeve relative to the motor housing.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Innenumfangsfläche der Zentrierhülse einen an den konischen Axialabschnitt anschließenden zylindrischen Axialabschnitt auf, wobei der zylindrische Axialabschnitt am kleinsten Durchmesser des konischen Axialabschnitts anschließt. Im Montagevorgang wird der Rotor durch den konischen Axialabschnitt zentriert und eine Desachsierung des Rotors verhindert. Durch den an den konischen Axialabschnitt anschließenden zylindrischen Axialabschnitt wird der Rotor derart geführt, dass ein Verkippen des Rotors verhindert wird.In a preferred embodiment, the inner peripheral surface of the centering sleeve has a cylindrical axial section adjoining the conical axial section, the cylindrical axial section adjoining the smallest diameter of the conical axial section. During the assembly process, the rotor is centered by the conical axial section and the rotor is prevented from becoming off-axis. The rotor is guided by the cylindrical axial section adjoining the conical axial section in such a way that tilting of the rotor is prevented.

Vorzugsweise weist der zylindrische Axialabschnitt eine Länge auf, welche 5 bis 20 %, vorzugsweise 10%, der Länge des Rotors bzw. eines Rotorblechpakets des Rotors entspricht. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Innendurchmesser des zylindrischen Axialabschnitts 0,1 bis 0,5 mm größer als der Außendurchmesser des Rotors.The cylindrical axial section preferably has a length which corresponds to 5 to 20%, preferably 10%, of the length of the rotor or a laminated core of the rotor. In a preferred embodiment, the inside diameter of the cylindrical axial section is 0.1 to 0.5 mm larger than the outside diameter of the rotor.

Dadurch kann ein Verkippen des Rotors im Montagevorgang zuverlässig verhindert werden.This reliably prevents the rotor from tilting during the assembly process.

Die Aufgabe wird außerdem durch eine Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.The object is also achieved by a drive device for an electric vehicle having the features of claim 7.

Die Antriebsvorrichtung weist einen Elektromotor auf, welcher einen Stator und einen Rotor aufweist. Der Stator ist in einem Motorgehäuse angeordnet. Der Rotor ist ebenfalls in dem Motorgehäuse angeordnet, wobei der Rotor mit einem Montagewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in das Motorgehäuse montierbar ist. Zu den Vorteilen einer derartigen Antriebsvorrichtung wird auf die vorangegangenen Absätze verwiesen.The drive device has an electric motor which has a stator and a rotor. The stator is arranged in a motor housing. The rotor is also arranged in the motor housing, the rotor being able to be installed in the motor housing using an installation tool according to one of Claims 1 to 6. Regarding the advantages of such a drive device, reference is made to the preceding paragraphs.

Vorzugsweise ist ein Getriebe vorgesehen, welches im Motorgehäuse angeordnet ist, wobei eine Getriebeeingangswelle mit dem Rotor drehfest verbunden ist. Dadurch kann eine bauraumsparende Antriebsvorrichtung geschaffen werden.A transmission is preferably provided, which is arranged in the motor housing, with a transmission input shaft being non-rotatably connected to the rotor. As a result, a space-saving drive device can be created.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Rotor über eine Keilverzahnung mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbunden. Dadurch kann eine zuverlässige drehfeste Verbindung zwischen dem Rotor und der Getriebeeingangswelle hergestellt werden.In a preferred embodiment, the rotor is non-rotatably connected to the transmission input shaft via splines. As a result, a reliable non-rotatable connection can be established between the rotor and the transmission input shaft.

Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Montieren eines Elektromotors in einem Motorgehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.The object is also achieved by a method for mounting an electric motor in a motor housing with the features of claim 10.

Im Montagevorgang wird zunächst ein Montagewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in dem Motorgehäuse montiert. Anschließend wird der Rotor mit seiner Außenumfangsfläche an der Innenumfangsfläche einer Zentrierhülse des Montagewerkzeugs entlanggleitend in das Motorgehäuse eingeführt. Abschließend wird die Zentrierhülse demontiert. Durch ein derartiges Verfahren kann die Montage des Rotors vereinfacht werden und Beschädigungen anderer, bereits in dem Motorgehäuse montierter Komponenten verhindert werden.In the assembly process, an assembly tool according to one of claims 1 to 6 is first assembled in the motor housing. The rotor is then introduced into the motor housing with its outer peripheral surface sliding along the inner peripheral surface of a centering sleeve of the assembly tool. Finally, the centering sleeve is dismantled. Such a method can simplify assembly of the rotor and prevent damage to other components already assembled in the motor housing.

Vorzugsweise wird die Zentrierhülse durch ein Einschrauben einer Schraube in eine an einer Auflageschulter vorgesehenen Innengehäusebohrung demontiert, wobei die Schraube sich an der Stirnfläche des Motorgehäuses abstützt. Auf diese Weise kann die Demontage der Zentrierhülse vereinfacht werden.The centering sleeve is preferably dismantled by screwing a screw into an inner housing bore provided on a bearing shoulder, the screw being supported on the end face of the motor housing. In this way, the dismantling of the centering sleeve can be simplified.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.

1 zeigt schematisch eine montierte Antriebsvorrichtung,
2 zeigt schematisch eine Antriebsvorrichtung aus 1 im Montagevorgang.

An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawings.

1 shows schematically a mounted drive device,
2 shows schematically a drive device 1 in the assembly process.

1 zeigt eine Antriebsvorrichtung 10 eines Elektrofahrzeugs, wobei die Antriebsvorrichtung 10 mit einer Antriebsachse des Elektrofahrzeugs drehmomentübertragend gekoppelt ist und zum Antrieb des Elektrofahrzeugs dient. Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst einen Elektromotor 20, welcher beispielhaft als ein permanenterregter Synchronmotor ausgeführt ist, und ein Getriebe 30, beispielsweise ein 2-Gang-Getriebe, wobei der Elektromotor 20 eine Getriebeeingangswelle 32 des Getriebes 30 antreibt. Das Getriebe 30 ist über eine in den Figuren nicht gezeigte Getriebeausgangswelle mit der Antriebsachse des Elektrofahrzeugs gekoppelt. 1 FIG. 1 shows a drive device 10 of an electric vehicle, the drive device 10 being coupled in a torque-transmitting manner to a drive axle of the electric vehicle and serving to drive the electric vehicle. The drive device 10 includes an electric motor 20 which is designed as a permanent magnet synchronous motor, for example, and a transmission 30 , for example a 2-speed transmission, with the electric motor 20 driving a transmission input shaft 32 of the transmission 30 . The transmission 30 is coupled to the drive axle of the electric vehicle via a transmission output shaft, not shown in the figures.

Der Elektromotor 20 und das Getriebe 30 sind in einem Motorgehäuse 40 angeordnet. Das Motorgehäuse 40 weist einen Motorraum 42 und einen Getrieberaum 44 auf, welche unmittelbar nebeneinander angeordnet sind und durch eine Wand 46 voneinander getrennt sind. Im Getrieberaum 44 ist das Getriebe 30 angeordnet. Im Motorraum 42 ist der Elektromotor 20 angeordnet, welcher einen Stator 22 aufweist, wobei der Stator 22 fest in dem Motorgehäuse 40 angeordnet ist und mit seiner Außenumfangsfläche an einer Innenumfangsfläche 48 des Motorgehäuses 40 anliegt. Der Elektromotor 20 umfasst außerdem einen Rotor 24, welcher drehbar in dem Motorgehäuse 40 angeordnet ist und vom Stator 22 radial umgeben ist. Zwischen dem Stator 22 und dem Rotor 24 ist ein Radialspalt 26 vorgesehen. Der Motorraum 42 ist durch einen Gehäusedeckel 43 endseitig geschlossen.The electric motor 20 and the transmission 30 are arranged in a motor housing 40 . The motor housing 40 has a motor compartment 42 and a gear compartment 44 which are arranged directly next to one another and are separated from one another by a wall 46 . The transmission 30 is arranged in the transmission space 44 . The electric motor 20 is arranged in the motor compartment 42 and has a stator 22 , the stator 22 being arranged fixedly in the motor housing 40 and with its outer peripheral surface lying against an inner peripheral surface 48 of the motor housing 40 . The electric motor 20 also includes a rotor 24 which rotates bar is arranged in the motor housing 40 and is surrounded radially by the stator 22 . A radial gap 26 is provided between the stator 22 and the rotor 24 . The engine compartment 42 is closed at the end by a housing cover 43 .

Der Rotor 24 umfasst ein Rotorblechpaket 25 mit darin angeordneten Permanentmagneten 27 und eine Rotorwelle 28. Das Rotorblechpaket 25 umgibt die Rotorwelle 28 radial und ist drehfest mit der Rotorwelle 28 verbunden. Die Rotorwelle 28 erstreckt sich durch eine in der Wand 46 vorgesehene Öffnung 50 in den Getrieberaum 44. Das in den Getrieberaum 44 erstreckende axiale Ende der Rotorwelle 28 ist über eine Keilverzahnung 29 mit der Getriebeeingangswelle 32 drehfest verbunden.The rotor 24 comprises a laminated rotor core 25 with permanent magnets 27 arranged therein and a rotor shaft 28. The laminated rotor core 25 surrounds the rotor shaft 28 radially and is connected to the rotor shaft 28 in a torque-proof manner. The rotor shaft 28 extends through an opening 50 provided in the wall 46 into the gear chamber 44. The axial end of the rotor shaft 28 extending into the gear chamber 44 is non-rotatably connected to the gear input shaft 32 via splines 29.

Die drehbare Lagerung der Rotorwelle 28 erfolgt zum einen durch ein an dem Gehäusedeckel 43 angeordnetes und als Wälzlager ausgeführtes Lagerelement 60 und zum anderen durch die Verbindung der Rotorwelle 28 mit der Getriebeeingangswelle 32, wobei die Getriebeeingangswelle 32 durch zwei in der 1 nicht gezeigte Lagerelemente drehbar am Motorgehäuse 40 gelagert ist.The rotor shaft 28 is rotatably mounted on the one hand by a bearing element 60 arranged on the housing cover 43 and designed as a roller bearing and on the other hand by the connection of the rotor shaft 28 to the transmission input shaft 32, with the transmission input shaft 32 being connected by two in the 1 bearing elements, not shown, is rotatably mounted on the motor housing 40 .

Der Motorraum 42 ist über eine erste Dichtung 52 und eine zweite Dichtung 54 gegenüber der Außenumgebung und gegenüber dem Getrieberaum 44 abgedichtet, wobei die Dichtungen 52, 54 als Radialwellendichtringe ausgeführt sind. Die erste Dichtung 52 ist in der Öffnung 50 und zwischen der Rotorwelle 28 und dem Motorgehäuse 40 angeordnet, wodurch das Motorgehäuse 40 vom Getrieberaum 44 abgedichtet ist. Die zweite Dichtung 54 ist am zur ersten Dichtung 52 entgegengesetzten Ende der Rotorwelle 28 und zwischen dem Gehäusedeckel 43 und der Rotorwelle 28 angeordnet, wodurch der Motorraum 42 von der Außenumgebung abgedichtet ist.
In der Öffnung 50 der Wand 46 ist außerdem ein Erdungsring 56 vorgesehen, welcher zwischen dem Motorgehäuse 40 und der Rotorwelle 28 angeordnet ist. Der Erdungsring 56 verhindert, dass ein elektrischer Strom durch die Lagerelemente strömt und die Lagerelemente dadurch beschädigt werden.The engine compartment 42 is sealed off from the outside environment and from the gear compartment 44 by a first seal 52 and a second seal 54, with the seals 52, 54 being designed as radial shaft sealing rings. The first seal 52 is arranged in the opening 50 and between the rotor shaft 28 and the motor housing 40, as a result of which the motor housing 40 is sealed off from the gear compartment 44. The second seal 54 is arranged at the opposite end of the rotor shaft 28 to the first seal 52 and between the housing cover 43 and the rotor shaft 28, whereby the engine compartment 42 is sealed from the outside environment.
A grounding ring 56 is also provided in the opening 50 of the wall 46 and is arranged between the motor housing 40 and the rotor shaft 28 . The grounding ring 56 prevents an electric current from flowing through the bearing elements and thereby damaging the bearing elements.

2 zeigt einen Elektromotor 20 einer Antriebsvorrichtung 10 während eines Montageprozesses des Rotors 24. 2 shows an electric motor 20 of a drive device 10 during an assembly process of the rotor 24.

Bei einer Reparatur des Elektromotors 20 werden der Gehäusedeckel 43, der Stator 22 sowie der Rotor 24 demontiert. Beim Wiedereinbau der Komponenten 43, 22, 24 wird im ersten Schritt der Rotor 24 wieder in das Motorgehäuse 40 eingesetzt, wobei die Rotorwelle 28 des Rotors 24 durch die erste Dichtung 52 und durch den Erdungsring 56 durchgesteckt werden muss und in die Getriebeeingangswelle 32 eingesteckt werden muss. Dieser Vorgang ist aufgrund des relativ lang ausgeführten Motorraums 42 schwierig, da der Rotor 24 derart in das Motorgehäuse 40 eingeführt werden muss, dass eine Beschädigung der ersten Dichtung 52 und des Erdungsrings 56 beim Einführen des Rotors 24 vermieden werden.When repairing the electric motor 20, the housing cover 43, the stator 22 and the rotor 24 are dismantled. When reinstalling the components 43, 22, 24, the first step is to reinsert the rotor 24 into the motor housing 40, with the rotor shaft 28 of the rotor 24 having to be inserted through the first seal 52 and through the grounding ring 56 and inserted into the transmission input shaft 32 must. This process is difficult due to the relatively long motor compartment 42, since the rotor 24 must be inserted into the motor housing 40 in such a way that damage to the first seal 52 and the grounding ring 56 is avoided when the rotor 24 is inserted.

Erfindungsgemäß wird der Rotor 24 durch ein Montagewerkzeug 70 in das Motorgehäuse 40 montiert. Das Montagewerkzeug 70 umfasst eine Zentrierhülse 72, welche vor dem Montagevorgang des Rotors 24 in den Motorraum 42 des Motorgehäuses 40 eingeführt wird. Im montierten Zustand liegt die Zentrierhülse 72 mit ihrer Außenumfangsfläche 74 an der Innenumfangsfläche 48 des Motorgehäuses 40 an.According to the invention, the rotor 24 is installed in the motor housing 40 by an installation tool 70 . The assembly tool 70 includes a centering sleeve 72 which is inserted into the motor compartment 42 of the motor housing 40 before the rotor 24 is assembled. In the mounted state, the centering sleeve 72 rests with its outer peripheral surface 74 on the inner peripheral surface 48 of the motor housing 40 .

Zur radialen Führung des Rotors 24 im Montagevorgang weist die Zentrierhülse 72 eine Innenumfangsfläche 78 auf, welche einen konischen Axialabschnitt 82 und einen zylindrischen Axialabschnitt 80 aufweist. Der zylindrische Axialabschnitt 80 erstreckt sich ausgehend von dem der Wand 46 zugewandten axialen Ende axial bis zum Beginn des konischen Axialabschnitts 82. Der konische Axialabschnitt 82 schließt an den zylindrischen Axialabschnitt 80 an und erstreckt sich bis zu einem der Wand 46 abgewandten axialen Ende der Zentrierhülse 72.For the radial guidance of the rotor 24 during the assembly process, the centering sleeve 72 has an inner peripheral surface 78 which has a conical axial section 82 and a cylindrical axial section 80 . The cylindrical axial section 80 extends axially, starting from the axial end facing the wall 46, to the beginning of the conical axial section 82. The conical axial section 82 connects to the cylindrical axial section 80 and extends to an axial end of the centering sleeve 72 facing away from the wall 46 .

Der zylindrische Axialabschnitt 80 weist eine Länge LZ von 10% der Länge LR des Rotorblechpakets 25 auf. Der Durchmesser DZ der Innenumfangsfläche 78 des zylindrischen Axialabschnitts 80 ist um 0,05 mm größer als der Außendurchmesser des Rotorblechpakets 25 ausgeführt.The cylindrical axial section 80 has a length LZ of 10% of the length LR of the laminated rotor core 25 . The diameter DZ of the inner peripheral surface 78 of the cylindrical axial section 80 is designed to be 0.05 mm larger than the outer diameter of the laminated rotor core 25 .

Bei der Montage des Rotors 24 gleitet der Rotor mit seiner Außenumfangsfläche an der Innenumfangsfläche 78 der Zentrierhülse 72 entlang. Durch den konischen Axialabschnitt 82 wird der Rotor 24 derart geführt und radial verlagert, dass eine Desachsierung des Rotors 24 im Einsteckvorgang der Rotorwelle 28 in den Erdungsring 56, in die Dichtung 52 und in die Getriebeeingangswelle 32 verhindert wird. Der zylindrische Axialabschnitt 80 dient dazu, dass ein Verkippen des Rotors 24 im Einsteckvorgang der Rotorwelle 28 in den Erdungsring 56, in die Dichtung 52 und in die Getriebeeingangswelle 32 zu vermeiden. Hierbei sind die Länge LZ ausreichend lang und der Durchmesser DZ des zylindrischen Axialabschnitts 80 geringfügig größer als der Außendurchmesser DR des Rotors 24 gewählt.When the rotor 24 is assembled, the rotor slides with its outer peripheral surface along the inner peripheral surface 78 of the centering sleeve 72 . The rotor 24 is guided and radially displaced by the conical axial section 82 in such a way that misalignment of the rotor 24 during the process of inserting the rotor shaft 28 into the grounding ring 56, into the seal 52 and into the transmission input shaft 32 is prevented. The cylindrical axial section 80 serves to prevent the rotor 24 from tilting during the process of inserting the rotor shaft 28 into the grounding ring 56 , into the seal 52 and into the transmission input shaft 32 . In this case, the length LZ is sufficiently long and the diameter DZ of the cylindrical axial section 80 is selected to be slightly larger than the outside diameter DR of the rotor 24 .

Die Zentrierhülse 72 weist an ihrem der Wand 46 abgewandten axialen Ende eine radial nach außen erstreckende Anlaufschulter 90 auf, welche mit ihrer dem Motorgehäuse 40 zugewandten Fläche an einer dazu korrespondierenden Stirnfläche 88 des Motorgehäuses 40 anliegt. Die Anlaufschulter 90 weist eine sich axial erstreckende Innengewindebohrung 84 auf, in welche eine Schraube 86 einschraubbar ist. Die Schraube 86 dient ausschließlich zum Demontieren der Zentrierhülse 72, wobei die Schraube 86 in die Innengewindebohrung 84 eingeschraubt wird und ab einer vordefinierten Einschraubtiefe an der Stirnfläche 88 des Motorgehäuses 40 anliegt. Das darauf anschließende Einschrauben der Schraube 86 bewirkt, dass sich die Anlaufschulter 90 und damit die gesamte Zentrierhülse 72 relativ zum Motorgehäuse 40 axial verschiebt und sich ein Spalt zwischen der Stirnfläche 88 und der entsprechenden Fläche der Anlaufschulter 90 bildet. Durch den sich bildenden Spalt kann die Anlaufschulter 90 und damit die Zentrierhülse 72 einfacher durch einen Werker gegriffen werden, wodurch die Demontage der Zentrierhülse 72 vereinfacht wird.The centering sleeve 72 has at its axial end facing away from the wall 46 a radially outwardly extending stop shoulder 90 which, with its surface facing the motor housing 40, rests on a corresponding end face surface 88 of the motor housing 40 is present. The stop shoulder 90 has an axially extending internally threaded bore 84 into which a screw 86 can be screwed. The screw 86 is used exclusively for dismantling the centering sleeve 72, the screw 86 being screwed into the internally threaded bore 84 and resting against the end face 88 of the motor housing 40 from a predefined screwing depth. The subsequent screwing in of the screw 86 causes the contact shoulder 90 and thus the entire centering sleeve 72 to be displaced axially relative to the motor housing 40 and a gap is formed between the end face 88 and the corresponding surface of the contact shoulder 90 . Due to the gap that forms, the contact shoulder 90 and thus the centering sleeve 72 can be gripped more easily by a worker, which simplifies the disassembly of the centering sleeve 72 .

Es sind auch andere konstruktive Ausführungsformen als die beschriebenen Ausführungsformen möglich, die in den Schutzbereich des Hauptanspruchs fallen.Other constructive embodiments than the described embodiments are also possible, which fall within the scope of the main claim.

Claims

Montagewerkzeug zum Montieren eines Rotors (24) eines Elektromotors (20) in ein Motorgehäuse (40), dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentrierhülse (72) vorgesehen ist, welche in ein Motorgehäuse (40) einschiebbar ist, derart, dass die Zentrierhülse (72) vor dem Montagevorgang des Rotors (24) in das Motorgehäuse (40) einsetzt wird und nach dem Montagevorgang des Rotors (24) wieder aus dem Motorgehäuse (40) entfernt wird, wobei im darauffolgenden Schritt ein demontierter Stator (22) in das Motorgehäuse (40) eingesetzt wird, wobei die Zentrierhülse (72) eine Außenumfangsfläche (74) aufweist, welche im eingeschobenen Zustand der Zentrierhülse (72) zumindest teilweise an einer Innenumfangsfläche (48) des Motorgehäuses (40) anliegt, und eine Innenumfangsfläche (78) mit einem konischen, in Fügerichtung des Rotors (24) zulaufenden Axialabschnitt (82) aufweist, welcher derart ausgeführt ist, dass der Rotor (24) im Rotor-Montagevorgang durch die Zentrierhülse (72) in dem Motorgehäuse (40) radial positionierbar ist.Assembly tool for assembling a rotor (24) of an electric motor (20) in a motor housing (40), characterized in that a centering sleeve (72) is provided which can be pushed into a motor housing (40) in such a way that the centering sleeve (72) is inserted into the motor housing (40) before the assembly process of the rotor (24) and is removed from the motor housing (40) again after the assembly process of the rotor (24), with a dismantled stator (22) being inserted into the motor housing (40 ) is used, the centering sleeve (72) having an outer peripheral surface (74) which, when the centering sleeve (72) is pushed in, rests at least partially on an inner peripheral surface (48) of the motor housing (40), and an inner peripheral surface (78) with a conical Has, in the joining direction of the rotor (24) tapering axial section (82), which is designed such that the rotor (24) in the rotor assembly process through the centering sleeve (72) in the motor housing (40) radia l is positionable.

Montagewerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierhülse (72) an einem aus dem Motorgehäuse (40) herausragenden axialen Ende eine Anlaufschulter (90) aufweist, welche axial an einer Stirnfläche (88) des Motorgehäuses (40) anliegt.assembly tool claim 1 , characterized in that the centering sleeve (72) has a stop shoulder (90) on an axial end protruding from the motor housing (40), which abuts axially on an end face (88) of the motor housing (40).

Montagewerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufschulter (90) eine durchgehende Innengewindebohrung (84) aufweist, in welche eine Schraube (86) einschraubbar ist.assembly tool claim 2 , characterized in that the contact shoulder (90) has a continuous internally threaded bore (84) into which a screw (86) can be screwed.

Montagewerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenumfangsfläche (78) der Zentrierhülse (72) einen an den konischen Axialabschnitt (82) anschließenden zylindrischen Axialabschnitt (80) aufweist, wobei der zylindrische Axialabschnitt (80) am kleinsten Durchmesser des konischen Axialabschnitts (82) anschließt.Assembly tool according to one of the preceding claims, characterized in that the inner peripheral surface (78) of the centering sleeve (72) has a cylindrical axial section (80) adjoining the conical axial section (82), the cylindrical axial section (80) being at the smallest diameter of the conical axial section (82) connects.

Montagewerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Axialabschnitt (80) eine Länge (LZ) aufweist, welche 5 bis 20 %, vorzugsweise 10%, der Länge (LR) des Rotors (24) entspricht.assembly tool claim 4 , characterized in that the cylindrical axial section (80) has a length (LZ) which corresponds to 5 to 20%, preferably 10%, of the length (LR) of the rotor (24).

Montagewerkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (DZ) des zylindrischen Axialabschnitts (80) 0,1 bis 0,5 mm größer als der Außendurchmesser (DR) des Rotors (24) ist.assembly tool claim 4 or 5 , characterized in that the inside diameter (DZ) of the cylindrical axial section (80) is 0.1 to 0.5 mm larger than the outside diameter (DR) of the rotor (24).

Antriebsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug, mit, einem Elektromotor (20), welcher einen Stator (22) und einen Rotor (24) aufweist, wobei der Stator (22) und der Rotor (24) in einem Motorgehäuse (40) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (24) mit einem Montagewerkzeug (70) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in das Motorgehäuse (40) montierbar ist.Drive device for an electric vehicle, with an electric motor (20) which has a stator (22) and a rotor (24), the stator (22) and the rotor (24) being arranged in a motor housing (40), characterized in that that the rotor (24) with an assembly tool (70) according to one of Claims 1 until 6 can be mounted in the motor housing (40).

Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebe (30) vorgesehen ist, welches im Motorgehäuse (40) angeordnet ist, wobei eine Getriebeeingangswelle (32) mit dem Rotor (24) drehfest verbunden ist.drive device claim 7 , characterized in that a transmission (30) is provided, which is arranged in the motor housing (40), wherein a transmission input shaft (32) is non-rotatably connected to the rotor (24).

Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (24) über eine Keilverzahnung (29) mit der Getriebeeingangswelle (32) drehfest verbunden ist.drive device claim 8 , characterized in that the rotor (24) is non-rotatably connected to the transmission input shaft (32) via a spline (29).

Verfahren zum Montieren eines Rotors (24) eines Elektromotors (20) in einem Motorgehäuse (40), wobei eine Zentrierhülse (72) eines Montagewerkzeugs (70) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in dem Motorgehäuse (40) montiert wird, der Rotor (24) mit seiner Außenumfangsfläche an der Innenumfangsfläche (78) der Zentrierhülse (72) entlang gleitend in das Motorgehäuse (40) eingeführt wird, und die Zentrierhülse (72) demontiert wird.Method for mounting a rotor (24) of an electric motor (20) in a motor housing (40), wherein a centering sleeve (72) of an assembly tool (70) according to one of Claims 1 until 6 is mounted in the motor housing (40), the rotor (24) is inserted into the motor housing (40) with its outer peripheral surface sliding along the inner peripheral surface (78) of the centering sleeve (72), and the centering sleeve (72) is dismantled.

Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierhülse (72) durch ein Einschrauben einer Schraube (86) in eine an einer Auflageschulter (90) vorgesehene Innengewindebohrung (84) demontiert wird, wobei die die Schraube (86) sich an der Stirnfläche (88) des Motorgehäuses (40) abstützt.procedure after claim 10 , characterized in that the centering sleeve (72) provided by screwing a screw (86) in a bearing shoulder (90) Innenge threaded bore (84) is dismantled, the screw (86) being supported on the end face (88) of the motor housing (40).