DE102019202817B3 - Worm of a worm gear and electromechanical unit - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein in einer Welle 22 eines elektromechanischen Energiewandlers 20 befestigbare Schnecke 10 eines Schneckengetriebes, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke 10 ein Lager 16 umfasst oder die Schnecke 10, insbesondere eine Stirnfläche 14 der Schnecke 10, ein Lager 16 mit ausbildet. Ferner betrifft die Erfindung eine elektromechanische Einheit mit einer solchen Schnecke.The invention relates to a worm 10 of a worm gear that can be fastened in a shaft 22 of an electromechanical energy converter 20, characterized in that the worm 10 comprises a bearing 16 or the worm 10, in particular an end face 14 of the worm 10, also forms a bearing 16. The invention further relates to an electromechanical unit with such a screw.

Description

Die Erfindung betrifft eine an einer Welle eines elektromechanischen Energiewandlers befestigbare Schnecke sowie eine elektromechanische Einheit mit einer solchen Schnecke, insbesondere für den Einsatz in Haushaltsgeräten, vorzugsweise in Heißgetränkezubereitungsmaschinen wie Kaffeevollautomaten.The invention relates to a screw that can be attached to a shaft of an electromechanical energy converter, and to an electromechanical unit with such a screw, in particular for use in household appliances, preferably in hot beverage preparation machines such as fully automatic coffee machines.

Schneckengetriebe können beispielsweise in Haushaltsgeräten vorgesehen sein, um ein von einem Elektromotor erzeugtes Drehmoment zu übertragen. Aus der DE 15 29 271 A ist beispielsweise ein elektrischer Handmixer bekannt, bei dem ein Lüfter und eine Schnecke an einer Motorwelle vorgesehen sind. Zwischen dem Lüfter und der Schnecke ist ein Lager angeordnet. Diese separaten Bauteile benötigen vergleichsweise viel Bauraum und verursachen hohe Bauteil- und Montagekosten. Zudem ist die Montage verhältnismäßig aufwendig. Um die auftretenden Axiallasten zu kompensieren, sind die Lager entsprechend groß ausgebildet. Aus der gattungsgemäßen DE 10 2004 049 105 A1 ist zudem eine Schnecke bekannt, die drehfest mit einer Welle verbunden ist und die eine Gleitfläche eines Gleitlagers mit ausbildet.Worm gears can be provided, for example, in household appliances in order to transmit a torque generated by an electric motor. From the DE 15 29 271 A For example, an electric hand mixer is known in which a fan and a worm are provided on a motor shaft. A bearing is arranged between the fan and the screw. These separate components require a comparatively large amount of installation space and cause high component and assembly costs. In addition, the assembly is relatively complex. In order to compensate for the axial loads that occur, the bearings are made correspondingly large. From the generic DE 10 2004 049 105 A1 a worm is also known which is rotatably connected to a shaft and which also forms a sliding surface of a sliding bearing.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine möglichst einfache, kompakte und kostengünstige elektromechanische Einheit zur Bereitstellung eines gewünschten Drehmomentes bzw. einer gewünschten Drehzahl bereitzustellen.The object of the present invention is to provide a simple, compact and inexpensive electromechanical unit for providing a desired torque or a desired speed.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine an einer Welle eines elektromechanischen Energiewandlers befestigbare Schnecke eines Schneckengetriebes gelöst, wobei die Schnecke ein Lager umfasst oder wobei die Schnecke, insbesondere eine Stirnfläche der Schnecke, ein Lager mit ausbildet.The object is achieved according to the invention by a worm of a worm gear which can be fastened to a shaft of an electromechanical energy converter, the worm comprising a bearing or the worm, in particular an end face of the worm, also forming a bearing.

Schneckengetriebe sind eine Kategorie der Schraubwälzgetriebe. Sie umfassen eine Schnecke mit zumindest einem schraubenförmigen um eine Welle verlaufenden Zahn bzw. Gang. Bei einer Drehbewegung der Schnecke wird ein in die Schnecke greifendes Zahnrad, das Schneckenrad angetrieben. Die Schnecke kann mit einer Welle einer elektromechanischen Einheit drehfest koppelbar ausgebildet sein. Auch ist denkbar, dass die Welle selbst die Schnecke ausbildet. Es gibt eingängige oder mehrgängige Schnecken. Das Schneckenrad ist regelmäßig schrägverzahnt. Die Achsen der Schnecke und des Schneckenrads sind zweckmäßig um 90° versetzt zueinander angeordnet.Worm gear units are a category of screw-type gear units. They comprise a worm with at least one helical tooth or gear running around a shaft. When the worm rotates, a worm gear that engages with the worm is driven. The worm can be designed to be non-rotatably coupled to a shaft of an electromechanical unit. It is also conceivable that the shaft itself forms the worm. There are catchy or multi-course snails. The worm wheel is regularly helical. The axes of the worm and the worm wheel are expediently offset from one another by 90 °.

Erfindungsgemäß bildet die Schnecke selbst ein erstes bzw. proximales Lager mit aus. Das Lager ist zweckmäßig dazu eingerichtet, zumindest auf die Welle wirkende Axialkräfte aufzunehmen. Durch das mit der Schnecke kämmende Schneckenrad können im Betrieb vergleichsweise hohe Axialkräfte verursacht werden. Vorteilhaft kann somit die axiale Wegstrecke zwischen der Einleitung der Axialkraft in die Schnecke und dem diese Kraft aufnehmenden Lager reduziert werden. Ferner kann die Axialkraft zumindest teilweise direkt durch den Grundkörper der Schnecke auf das Lager übertragen werden, womit sich eine kurze Wegstrecke der Kraftübertragung ergibt.According to the invention, the screw itself forms a first or proximal bearing. The bearing is expediently designed to absorb axial forces acting at least on the shaft. The worm wheel meshing with the worm can cause comparatively high axial forces during operation. The axial distance between the introduction of the axial force into the screw and the bearing receiving this force can thus advantageously be reduced. Furthermore, the axial force can at least partially be transmitted directly to the bearing through the main body of the screw, which results in a short distance of the force transmission.

Die Schnecke kann im montierten Zustand das Lager mit ausbilden. Erfindungsgemäß ist das Lager ein Gleitlager, weil sich jenes konstruktiv unaufwändig und besonders platzsparend ausbilden lässt. Eine Stirnfläche der Schnecke kann hierzu eine Lagerfläche ausbilden. Besonders bevorzugt bildet die Stirnfläche eine Gleitfläche des Gleitlagers aus. Insbesondere kann die Stirnfläche der Schnecke zusammen mit einer Komponente des Energiewandlers, insbesondere mit einer Sinterbuchse des Energiewandlers, das Lager mit ausbilden.When installed, the worm can also form the bearing. According to the invention, the bearing is a plain bearing because it can be designed in a structurally uncomplicated and particularly space-saving manner. For this purpose, an end face of the worm can form a bearing surface. The end face particularly preferably forms a sliding surface of the sliding bearing. In particular, the end face of the screw can form the bearing together with a component of the energy converter, in particular with a sintered bush of the energy converter.

Die Schnecke kann in einer Ausgestaltung aus Kunststoff hergestellt sein. Alternativ kann die Schnecke aus einem metallischen Material hergestellt sein. Hierzu kann jedes geeignete Metall bzw. jede geeignete Metalllegierung eingesetzt werden. Weitere übliche Werkstoffe für Schnecken sind Einsatz- oder Nitrierstähle. Die Oberflächen können durch Einsatzhärten oder Nitrieren eine verschleißfeste Schicht erhalten. In einer Ausgestaltung ist die Schnecke aus Messing oder einer Messinglegierung. Kunststoffschnecken lassen sich besonders kostengünstig herstellen. Schnecken aus Metall können helfen, die Wärme aus dem Rotor des Energiewandlers effizienter abzuführen. Ferner kann eine Schecke aus Metall die Kräfte besser übertragen.In one embodiment, the screw can be made of plastic. Alternatively, the screw can be made of a metallic material. Any suitable metal or metal alloy can be used for this purpose. Other common materials for screws are case hardening or nitriding steels. The surfaces can be given a wear-resistant layer by case hardening or nitriding. In one embodiment, the screw is made of brass or a brass alloy. Plastic screws can be manufactured particularly inexpensively. Metal screws can help to dissipate the heat from the rotor of the energy converter more efficiently. Furthermore, a metal piebald can transmit the forces better.

Die Schnecke kann vorteilhaft aus einem Material hergestellt sein, das sich für die Ausbildung einer Gleitfläche eines Gleitlagers eignet, beispielsweise Polyoxymethylen (POM). In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Gleitfläche der Schnecke, insbesondere des Gleitlagers, eine Beschichtung aufweist, die einen niedrigeren Reibwert aufweist als das Material, aus dem die restliche Schnecke hergestellt ist. Eine solche Beschichtung kann beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) umfassen.The screw can advantageously be made of a material that is suitable for forming a sliding surface of a sliding bearing, for example polyoxymethylene (POM). In a further embodiment it can be provided that at least one sliding surface of the screw, in particular of the sliding bearing, has a coating which has a lower coefficient of friction than the material from which the remaining screw is made. Such a coating can include, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE).

Alternativ oder zusätzlich kann eine Gleitlagerscheibe in der Einbaulage zwischen dem Energiewandler und der Schnecke vorgesehen sein, insbesondere zwischen dem Energiewandlergehäuse und der Stirnfläche der Schnecke. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gleitlagerscheibe zwischen der Schnecke und einer Sinterbuchse des Energiewandlers vorgesehen. Das proximale Lager kann derart ausgebildet sein, dass es zu Relativ- bzw. Drehbewegungen zwischen der Stirnfläche und der Gleitlagerscheibe und/oder zwischen dem Energiewandlergehäuse und der Gleitlagerscheibe kommt. Regelmäßig ist eine solche Gleitscheibe aus Kunststoff. Vorzugsweise sind die Schnecke und/oder die Gleitlagerscheibe aus einem tribologisch günstigen Werkstoff (z.B. Polyoxymethylen) und die Anlagefläche am Motor aus Messing oder Sinterbronze ausgebildet. Das proximale Lager kann also vorteilhaft zwischen der Schnecke und dem Energiewandler ausgebildet sein.Alternatively or additionally, a plain bearing disc can be provided in the installed position between the energy converter and the screw, in particular between the energy converter housing and the end face of the screw. In a preferred embodiment, the plain bearing disc is provided between the worm and a sintered bush of the energy converter. The proximal bearing can be designed such that it is relative or Rotational movements between the end face and the plain bearing disc and / or between the energy converter housing and the plain bearing disc. Such a sliding washer is regularly made of plastic. The worm and / or the slide bearing disk are preferably made of a tribologically favorable material (for example polyoxymethylene) and the contact surface on the motor is made of brass or sintered bronze. The proximal bearing can therefore advantageously be formed between the screw and the energy converter.

Erfindungsgemäß umfasst die Schnecke mindestens ein Lüfterrad zur Kühlung des Energiewandlers, vorzugsweise eines Elektromotors. Erfindungsgemäß kann die Schnecke des Getriebes so ausgestaltet sein, dass die Schnecke das Drehmoment der Welle auf ein mit der Schnecke kämmende Zahnrad des Schneckengetriebes überträgt, und ii) eine geeignete Kontur aufweist, welche bei einer Drehbewegung der Welle einen Luftstrom erzeugt, der zur Kühlung des Energiewandlers verwendet werden kann. Das Lüfterrad kann jede geeignete Form aufweisen. Beispielsweise kann es sich um ein axial und/oder radial förderndes Lüfterrad handeln. Zweckmäßig ist das Lüfterrad derart ausgebildet, dass das Lüfterrad in der Einbaulage einen Luftstrom erzeugt, der den Stator und/oder den Rotor des Energiewandlers kühlt. Hierzu kann beispielsweise durch das Lüfterrad ein Luftstrom entlang der Gehäuseau-ßenoberfläche des Energiewandlers und/oder durch das Gehäuse des Energiewandlers erzeugt werden. In einer Ausgestaltung kann das Lüfterrad eine Mehrzahl an radial von dem Grundkörper der Schnecke abstehenden Leitschaufeln aufweisen. Die Leitschaufeln können jede geeignete Orientierung und Kontur aufweisen. Das Lüfterrad kann in der Einbaulage an dem relativ zum Energiewandler proximalen Ende der Schnecke vorgesehen sein. Vorteilhaft lässt sich aufgrund der kurzen Strömungswege eine besonders gute Kühlung des Energiewandlers realisieren. Ein solches Lüfterrad muss aber nicht vorgesehen sein, insbesondere dann nicht, wenn der Energiewandler nicht so stark belastet wird, dass eine Belüftung durch ein Lüfterrad erforderlich wäre.According to the invention, the worm comprises at least one fan wheel for cooling the energy converter, preferably an electric motor. According to the invention, the worm of the gear mechanism can be designed such that the worm transmits the torque of the shaft to a gear wheel of the worm gear mechanism that meshes with the worm, and ii) has a suitable contour that generates an air flow when the shaft rotates, which cools the Energy converter can be used. The fan wheel can have any suitable shape. For example, it can be an axially and / or radially conveying fan wheel. The fan wheel is expediently designed in such a way that the fan wheel generates an air flow in the installed position, which cools the stator and / or the rotor of the energy converter. For this purpose, for example, an air flow along the outer surface of the housing of the energy converter and / or through the housing of the energy converter can be generated by the fan wheel. In one configuration, the fan wheel can have a plurality of guide blades projecting radially from the base body of the worm. The guide vanes can have any suitable orientation and contour. In the installed position, the fan wheel can be provided on the end of the worm that is proximal to the energy converter. Due to the short flow paths, particularly good cooling of the energy converter can advantageously be realized. However, such a fan wheel does not have to be provided, especially not if the energy converter is not subjected to such a high load that ventilation by a fan wheel would be necessary.

Alternativ oder zusätzlich kann die Schnecke einen Unterbrecher bzw. Interrupter für Lichtschranken zur Positionserkennung umfassen.Alternatively or additionally, the screw can include an interrupter or interrupter for light barriers for position detection.

Bei vorbekannten Lösungen waren das Lüfterrad und die Schnecke separate Bauteile, die in separaten Montageschritten angebracht wurden. Bevorzugt bildet hier ein einziges, einstückiges bzw. integrales Bauteil die Schnecke samt Lüfterrad, Unterbrecher und/oder Gleitfläche bzw. Lager aus. Vorteilhaft kann somit während der Montage der elektromechanischen Einheit mindestens ein Montageschritt entfallen, da das Einzelbauteil aus Schnecke, Lagerbestandteil und ggf. Lüfterrad in einem einzigen Montageschritt auf die Welle montierbar ist.In previously known solutions, the fan wheel and the worm were separate components that were attached in separate assembly steps. A single, one-piece or integral component preferably forms the worm together with the fan wheel, interrupter and / or sliding surface or bearing. At least one assembly step can thus advantageously be omitted during the assembly of the electromechanical unit, since the individual component comprising the worm, bearing component and, if appropriate, fan wheel can be mounted on the shaft in a single assembly step.

Zweckmäßig kann das Bauteil in einem einzigen Herstellungsschritt einstückig hergestellt sein. Das Bauteil kann insbesondere ein urformend hergestelltes Bauteil sein. Das Urformen umfasst Fertigungsverfahren, bei denen aus einem formlosen Stoff ein fester Körper hergestellt wird, der eine geometrisch definierte Form aufweist, vorliegend zumindest die Geometrie von Schnecke und Lüfterrad. Bevorzugt bilden die Schnecke und das Lüfterrad ein einstückig hergestelltes Spritzgussteil aus. Alternativ kann das Bauteil auch durch andere Herstellverfahren hergestellt sein. Beispielsweise durch spanende Bearbeitung. Es ist ebenso denkbar, dass das einstückige Bauteil ein aus verschiedenen Halbzeugen hergestelltes Bauteil ist, das noch vor der Montage der elektromechanischen Einheit zu einem einzigen Bauteil zusammengefügt wurde.The component can expediently be produced in one piece in a single production step. The component can, in particular, be a component that is produced in an original form. The master shaping comprises manufacturing processes in which a solid body is produced from a shapeless material, which has a geometrically defined shape, in the present case at least the geometry of the worm and fan wheel. The worm and the fan wheel preferably form an injection molded part produced in one piece. Alternatively, the component can also be produced by other manufacturing processes. For example, by machining. It is also conceivable that the one-piece component is a component made from various semi-finished products, which was assembled into a single component even before the electromechanical unit was assembled.

Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls gelöst durch eine elektromechanische Einheit, die den hier offenbarten elektromechanischen Energiewandler umfasst. Der elektromechanische Energiewandler weist eine Welle auf, die drehfest mit der hier offenbarten Schnecke gekoppelt ist. Der elektromechanische Energiewandler kann beispielsweise eine elektrische Antriebsmaschine sein, die motorisch und/oder generatorisch betreibbar ist. Der Energiewandler ist bevorzugt ein Elektromotor.The object of the invention is also achieved by an electromechanical unit which comprises the electromechanical energy converter disclosed here. The electromechanical energy converter has a shaft that is non-rotatably coupled to the screw disclosed here. The electromechanical energy converter can be, for example, an electric drive machine that can be operated by a motor and / or a generator. The energy converter is preferably an electric motor.

Bevorzugt kann das Gehäuse des Energiewandlers zumindest teilweise und bevorzugt vollständig die Welle des Energiewandlers samt Schnecke in radialer Richtung lagern. Das proximale Lager ist bevorzugt ein Axiallager. An dem relativ zum Energiewandler distalen Ende der Schnecke kann ein zweites bzw. distales Lager vorgesehen sein, insbesondere an der Schnecke oder an der Welle. Das zweite bzw. distale Lager ist zweckmäßig dazu eingerichtet, in axialer Richtung wirkende Kräfte zu übertragen. Zweckmäßig kann das proximale Lager die axiale Lagerung in einer ersten Richtung bzw. ersten Drehrichtung der Welle bzw. Schnecke sicherstellen und das distale Lager kann die axiale Lagerung in einer zweiten Richtung bzw. zweiten Drehrichtung bewirken, die der ersten Drehrichtung entgegengerichtet ist.The housing of the energy converter can preferably at least partially and preferably completely support the shaft of the energy converter including the worm in the radial direction. The proximal bearing is preferably an axial bearing. A second or distal bearing can be provided at the distal end of the screw relative to the energy converter, in particular on the screw or on the shaft. The second or distal bearing is expediently set up to transmit forces acting in the axial direction. The proximal bearing can expediently ensure the axial bearing in a first direction or first direction of rotation of the shaft or worm and the distal bearing can bring about the axial bearing in a second direction or second direction of rotation which is opposite to the first direction of rotation.

Das distale Lager kann beispielsweise mit einer Kugelkopfoberfläche ausgebildet werden, die zweckmäßig am Ende der Welle angeordnet ist, und die in einer entsprechenden Kugelschale eines angrenzenden Gehäuses aufgenommen sein kann. Die Kugelkopfoberfläche kann die Konstruktion und die Montage vereinfachend von einer losen Kugel ausgebildet werden, gegen die eine ebene Stirnseite der Welle stößt. Es sind aber auch andere Geometrien und Konstruktionen für das distale Lager vorstellbar. Beispielsweise kann im Gehäuse anstelle der Kugel ein Metallplättchen drehfest gelagert sein, das die Reibung gegenüber der stumpf anstoßenden Welle reduziert. Die lose Kugel bzw. das Metallplättchen kann dazu dienen, axiale Kräfte lediglich in einer Drehrichtung aufzunehmen.The distal bearing can be formed, for example, with a spherical head surface which is expediently arranged at the end of the shaft and which can be accommodated in a corresponding spherical shell of an adjacent housing. The surface of the ball head can be simplified in construction and assembly by a loose ball against which a flat end face of the shaft abuts. However, other geometries and constructions for the distal bearing are also conceivable. For example, instead of the ball, a metal plate can be mounted in a rotationally fixed manner in the housing, which reduces the friction with respect to the bluntly abutting shaft. The loose ball or the metal plate can serve to absorb axial forces only in one direction of rotation.

Ein solches distales Lager kann aber insbesondere bei einer entsprechenden motorseitigen Lagerung der Welle entfallen, zumindest wenn sie axiale Kräfte in einer weniger belasteten Drehrichtung übernimmt, während das proximale Lager die Welle axial in der stärker belasteten Drehrichtung lagert. Dazu kann die Schnecke in der Einbaulage derart auf der Welle angeordnet sein, dass die Schnecke spielfrei bzw. im Wesentlichen spielfrei an dem Gehäuse des Energiewandlers bzw. an der Gleitlagerscheibe anliegt. Bevorzugt kann hierzu die Schnecke während der Montage soweit auf die Welle aufgeschoben werden, bis etwaige Toleranzen zwischen der als Axiallager wirkenden Schnecke und dem weiteren Axiallager, d.h. dem distalen Lager bzw. dem Wellenlager des Energiewandlers kompensiert sind. Damit können sich weitere Axiallager erübrigen, womit sich der konstruktive Aufwand reduzieren und sich ein besonders kompakter Aufbau der elektromechanischen Einheit erzielen lässt.However, such a distal bearing can be dispensed with, in particular, if the shaft is supported on the motor side, at least if it takes on axial forces in a direction of rotation that is less loaded, while the proximal bearing axially supports the shaft in the direction of rotation that is more heavily loaded. For this purpose, the worm can be arranged on the shaft in the installed position in such a way that the worm rests on the housing of the energy converter or on the plain bearing disc without play or essentially without play. For this purpose, the worm can preferably be pushed onto the shaft during assembly until any tolerances between the worm acting as an axial bearing and the further axial bearing, i.e. the distal bearing or the shaft bearing of the energy converter are compensated. This eliminates the need for additional thrust bearings, which reduces the design effort and enables a particularly compact design of the electromechanical unit.

Das Schneckengetriebe kann die Welle u.U. auf Biegung belasten. Diese Biegebelastung kann ggf. über die Kugelkopfoberfläche des distalen Lagers zumindest teilweise in die Kugelschale des angrenzenden Gehäuses übertragen werden.The worm gear can possibly the shaft strain on bend. This bending load can, if necessary, be at least partially transferred via the spherical head surface of the distal bearing into the spherical shell of the adjacent housing.

Das erfindungsgemäße Schneckengetriebe kann besonders vorteilhaft in axialer Richtung gelagert sein und die axiale Kraftaufnahme wird in beiden Bewegungsrichtungen platzsparend und kostengünstig ermöglicht, insbesondere über die Anlagefläche der Schnecke, die zur Ausbildung des Lagers direkt am Motor anliegen kann. Mit der hier offenbarten Erfindung lässt sich die Anzahl an Bauteilen reduzieren, da mehrere Funktionen in einem Teil integriert sind. Dies kann sich vorteilhaft auf die Montagekosten auswirken. Ferner verringert sich die Anzahl an Lager- und Reibstellen, und die Betriebszeiten des Motors können sich aufgrund der zusätzlichen Kühlung verlängern.The worm gear according to the invention can be particularly advantageously mounted in the axial direction and the axial force absorption is made possible in both directions of movement in a space-saving and cost-effective manner, in particular via the contact surface of the worm, which can rest directly on the motor to form the bearing. With the invention disclosed here, the number of components can be reduced since several functions are integrated in one part. This can have an advantageous effect on the assembly costs. Furthermore, the number of bearing and friction points is reduced, and the operating times of the engine can be extended due to the additional cooling.

Das Prinzip der Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen 1 und 2 beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform, und
  • 2 eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform.
The principle of the invention is described below using the schematic 1 and 2nd explained in more detail for the sake of example. Show it:
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a first embodiment, and
  • 2nd is a schematic cross-sectional view of a second embodiment.

Die 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der elektromechanischen Einheit. Sie ist in einem Haushaltsgerät vorgesehen. Die elektromechanische Einheit umfasst hier einen als Elektromotor ausgebildeten elektromechanischen Energiewandler 20 und eine Schnecke 10, die zusammen mit einem nicht dargestellten Schneckenrad ein Schneckengetriebe bildet. Der Energiewandler 20 umfasst eine Welle 22. Die Schnecke 10 ist drehfest mit der Welle 22 gekoppelt. Am Ende der Welle 22 ist das weitere bzw. distale Lager 24 vorgesehen. Das Lager 24 wird von einem einstückig mit der Welle verbundenen Kugelkopf und einer korrespondierend geformten Kugelschale ausgebildet. Die Kugelschale ist an dem Gehäuse 30 ausgebildet. Das distale Lager 24 ist damit dazu eingerichtet, zumindest die in axialer Richtung wirkenden Kräfte zu übertragen. Vorteilhaft können auch radiale Kräfte zumindest teilweise übertragen werden. Die Schnecke 10 umfasst einen Grundkörper 11, der die Welle 22 konzentrisch umgibt. Der Grundkörper 11 kann über jede geeignete Verbindungstechnik drehfest mit der Welle 22 gekoppelt sein. Beispielweise kann ein Formschluss zwischen der Schnecke 10 und der Welle 22 eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Schnecke 10 und der Welle 22 herstellen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Presspassung oder eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Schnecke 10 und der Welle 22 vorgesehen sein.The 1 shows a schematic cross-sectional view of a first embodiment of the electromechanical unit. It is provided in a household appliance. The electromechanical unit here comprises an electromechanical energy converter designed as an electric motor 20 and a snail 10th , which forms a worm gear together with a worm wheel, not shown. The energy converter 20 includes a wave 22 . The snail 10th is rotatable with the shaft 22 coupled. At the end of the wave 22 is the further or distal bearing 24th intended. The warehouse 24th is formed by a ball head integrally connected to the shaft and a correspondingly shaped spherical shell. The spherical shell is on the housing 30th educated. The distal camp 24th is thus set up to transmit at least the forces acting in the axial direction. Radial forces can also advantageously be at least partially transmitted. The snail 10th includes a basic body 11 who the wave 22 concentrically surrounds. The basic body 11 can rotate with the shaft using any suitable connection technology 22 be coupled. For example, a form fit between the screw 10th and the wave 22 a torque transmitting connection between the screw 10th and the wave 22 produce. Alternatively or additionally, a press fit or a material connection between the screw can be used 10th and the wave 22 be provided.

Die Schnecke 10 umfasst einen Zahn bzw. Gang 13, der an der Umfangsoberfläche des Grundkörpers 11 vorgesehen ist und sich schraubenförmig um die Längsachse des Grundkörpers 11 erstreckt. In der Einbaulage kämmt in dem Gang 13 das hier nicht gezeigte Schneckenrad des Schneckengetriebes. Der Grundkörper 11 hat zwei Enden. Am mit Bezug zum Energiewandler 20 proximalen Ende sind ein Lüfterrad 12 sowie eine Stirnfläche 14 vorgesehen. Der Grundkörper 11, der Gang 13, das Lüfterrad 12 und die Stirnfläche 14 sind in einem einzigen, einstückigen Bauteil ausgebildet. Das Bauteil kann beispielsweise ein Spritzgussbauteil sein.The snail 10th includes a tooth 13 that on the peripheral surface of the base body 11 is provided and is helical about the longitudinal axis of the base body 11 extends. In the installed position, combs in the aisle 13 the worm gear of the worm gear, not shown here. The basic body 11 has two ends. Am related to the energy converter 20 proximal end are a fan wheel 12th as well as an end face 14 intended. The basic body 11 , the aisle 13 , the fan wheel 12th and the face 14 are formed in a single, one-piece component. The component can be an injection molded component, for example.

Das Lüfterrad 12 ist eingerichtet, den Energiewandler 20 zu kühlen. Hierzu stellt das Lüfterrad 12 bei drehender Welle 22 mittels radial verlaufenden Leitschaufeln einen Luftstrom bereit, der am Gehäuse des Energiewandlers 20 entlang strömt. Der Energiewandler 20 kann weitere Maßnahmen zur Kühlung aufweisen.The fan wheel 12th is set up the energy converter 20 to cool. The fan wheel provides this 12th with rotating shaft 22 by means of radially extending guide vanes, an air flow is ready, which is on the housing of the energy converter 20 flows along. The energy converter 20 may have additional cooling measures.

Die Stirnfläche 14 bildet zusammen mit einer korrespondierenden Fläche des Energiewandlers 20 das Lager 16 aus. Das Lager 16 ist ein Gleitlager, wobei die Stirnfläche 14 eine Gleitfläche des Gleitlagers bereitstellt. Auch wenn hier der Deutlichkeit halber ein Spalt gezeigt ist, liegt die Stirnfläche 14 im Betrieb an der Stelle des Energiewandlers 20 an, die eine weitere Gleitfläche des Gleitlagers 16 ausbildet. Alternativ oder zusätzlich kann eine zwischen der Stirnfläche 14 und dem Energiewandler 20 angeordnete Gleitlagerscheibe das Lager 16 mit ausbilden. In einer Ausgestaltung ist die Schnecke 10 selbst aus einem Material mit geringen Reibwerten bzw. guten tribologischen Eigenschaften hergestellt. Alternativ oder zusätzlich kann die Stirnfläche 14 derart bearbeitet werden, dass sie geringere Reibwerte aufweist als der Rest der Schnecke 10.The face 14 forms together with a corresponding surface of the energy converter 20 the warehouse 16 out. The warehouse 16 is a plain bearing, the end face 14 provides a sliding surface of the plain bearing. Even if a gap is shown here for the sake of clarity, the end face lies 14 in operation at the location of the energy converter 20 which is another sliding surface of the plain bearing 16 trains. Alternatively or additionally, one can be between the end face 14 and the energy converter 20 arranged plain bearing the bearing 16 with train. In one embodiment, the snail is 10th even made from a material with low coefficients of friction or good tribological properties. Alternatively or additionally, the end face 14 are processed in such a way that they have lower coefficients of friction than the rest of the screw 10th .

An dem der Welle 22 gegenüberliegenden Ende des Energiewandlers 20 ist ein weiterer Kugelkopf vorgesehen, der zusammen mit einer weiteren Kugelschale eine zusätzliche Lagerstelle 26 der elektromechanischen Einheit ausbildet.On that of the shaft 22 opposite end of the energy converter 20 a further ball head is provided, which together with another ball socket an additional bearing point 26 of the electromechanical unit.

Die erfindungsgemäße Einheit weist vorteilhaft eine besonders einfache und kompakte Lagerung auf und integriert zudem besonders kosten- und platzsparend die Kühlung des Energiewandlers.The unit according to the invention advantageously has a particularly simple and compact storage and also integrates the cooling of the energy converter in a particularly cost-effective and space-saving manner.

Die 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform der elektromechanischen Einheit. Zwecks Vermeidung von Wiederholungen werden nachstehend lediglich die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsformen der 1 und der 2 erläutert. Gleiche Bauteile sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen. The 2nd shows a schematic cross-sectional view of a second embodiment of the electromechanical unit. To avoid repetition, only the differences between the two embodiments of FIG 1 and the 2nd explained. The same components are provided with the same reference numerals.

Die Schnecke 10 umfasst in der in 2 gezeigten Ausführungsform kein Lüfterrad Die am Energiewandler 20 vorgesehenen Kühlmaßnahmen reichen hier aus, um die während des Betriebs entstehende Wärme abzuführen.The snail 10th includes in the in 2nd Embodiment shown no fan wheel on the energy converter 20 The cooling measures provided are sufficient to dissipate the heat generated during operation.

Zwischen der Stirnfläche 14 der Schnecke 10 und einer (nicht dargestellten) Sinterbuchse des Gehäuses des Energiewandlers 20 ist eine Gleitlagerscheibe 18 angeordnet. Die Stirnfläche 14 liegt an der Gleitlagerscheibe 18 im Wesentlichen spielfrei an, d.h. nur mit für die Funktion der axialen Lagerung vernachlässigbar wenig Spiel, die Gleitlagerscheibe 18 ihrerseits an der Sinterbuchse des Gehäuses 20. Während der Montage wurde die Schnecke 10 dazu soweit auf die Welle 22 aufgeschoben, bis ein axiales Spiel der Welle 22 kompensiert war. Die Schnecke 10 wurde anschließend an der Welle 22 fixiert, beispielsweise mittels Presspassung.Between the face 14 the snail 10th and a (not shown) sintered bush of the housing of the energy converter 20 is a plain bearing disc 18th arranged. The face 14 lies on the plain bearing disc 18th essentially free of play, ie only with little play negligible for the function of the axial bearing, the plain bearing disc 18th in turn on the sintered bush of the housing 20 . During the assembly the snail 10th so far on the wave 22 pushed on until there is axial play on the shaft 22 was compensated. The snail 10th was subsequently on the wave 22 fixed, for example by means of a press fit.

Im Betrieb wird die Welle 22 in einer ersten Drehrichtung axial nach links und in der entgegengesetzten Drehrichtung nach rechts belastet. Die axiale Belastung kann drehrichtungsabhängig unterschiedlich stark sein. In der stärker belastet Richtung kann sich die Welle 22 über die Schnecke 10 und die Gleitlagerscheibe 18 am Gehäuse 20 axial abstützen, in der weniger stark belasteten Gegenrichtung dagegen an der motorinternen Lagerung. In der in 2 dargestellten Ausführungsform ist daher weder am schneckenseitigen Wellenende noch am motorseitigen Wellenende ein Lager gegenüber dem Gehäuse 30 erforderlich. Eine solche Ausgestaltung der elektromechanischen Einheit ist besonders kompakt.The shaft is in operation 22 axially loaded to the left in a first direction of rotation and to the right in the opposite direction of rotation. The axial load can vary depending on the direction of rotation. The wave can move in the more heavily loaded direction 22 over the snail 10th and the plain bearing disc 18th on the housing 20 Support axially, in the less heavily loaded opposite direction, however, on the internal bearing. In the in 2nd illustrated embodiment is therefore neither on the worm-side shaft end nor on the motor-side shaft end a bearing relative to the housing 30th required. Such an embodiment of the electromechanical unit is particularly compact.

Die hier offenbarte Schnecke bzw. die hier offenbarte elektromechanische Einheit umfassen bevorzugt das Lager und das Lüfterrad. Die Merkmalgruppe betreffend die erfindungsgemäße Lagerung durch das hier offenbarte Lager ist funktional unabhängig von der Merkmalsgruppe, die das einstückig mit der Schnecke ausgebildeten Lüfterrad betrifft. Die hier offenbarte Schnecke könnte somit auch lediglich eine dieser beiden Merkmalsgruppen aufweisen, also entweder nur das Lüfterrad oder nur das Lager.The worm or the electromechanical unit disclosed here preferably comprise the bearing and the fan wheel. The group of features relating to the storage according to the invention by the bearing disclosed here is functionally independent of the group of features which relates to the fan wheel formed in one piece with the worm. The screw disclosed here could therefore also have only one of these two groups of features, that is to say either only the fan wheel or only the bearing.

Da es sich bei den vorhergehenden, detailliert beschriebenen Gegenständen um Beispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. So kann in beiden Beispielen auf eine Lagerung der Welle unmittelbar im Gehäuse verzichtet werden. Außerdem schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrmals oder mehrfach vorhanden sein können.Since the foregoing objects, which are described in detail, are examples, they can be modified in a conventional manner to a large extent by a person skilled in the art without departing from the scope of the invention. In both examples, there is no need to mount the shaft directly in the housing. In addition, the use of the indefinite articles "a" or "an" does not preclude the fact that the relevant features can also be present more or more times.

BezugszeichenlisteReference list

1010th
Schneckeslug
1111
GrundkörperBasic body
1212th
LüfterradFan wheel
1313
Ganggear
1414
StirnflächeFace
1616
(erstes) Lager(first) camp
2020
elektromechanischer Energiewandlerelectromechanical energy converter
2222
Wellewave
2424th
zweites Lagersecond camp
2626
LagerstelleDepository
3030th
Gehäusecasing

Claims (9)

Schnecke (10) eines Schneckengetriebes, zum Befestigen an einer Welle (22) eines elektromechanischen Energiewandlers (20), wobei die Schnecke (10), insbesondere eine Stirnfläche (14) der Schnecke (10) ein Gleitlager (16) mit ausbildet, und wobei die Schnecke (10), insbesondere die Stirnfläche (14), eine Gleitfläche des Gleitlagers ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (10) mindestens ein Lüfterrad (12) zur Kühlung des Energiewandlers (20) umfasst.Worm (10) of a worm gear, for fastening to a shaft (22) of an electromechanical energy converter (20), the worm (10), in particular an end face (14) of the worm (10), also forming a slide bearing (16), and wherein the worm (10), in particular the end face (14), forms a sliding surface of the slide bearing, characterized in that the worm (10) comprises at least one fan wheel (12) for cooling the energy converter (20). Schnecke (10) nach Anspruch 1, wobei eine zwischen der Stirnfläche (14) und dem Energiewandler (20) angeordnete Gleitlagerscheibe (18) das Lager (16) mit ausbildet. Snail (10) after Claim 1 , A plain bearing disc (18) arranged between the end face (14) and the energy converter (20) also forms the bearing (16). Schnecke (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein einstückiges Bauteil die Schnecke (10) samt Lüfterrad (12), Unterbrecher und/oder Gleitfläche ausbildet.Screw (10) according to one of the preceding claims, wherein a one-piece component forms the screw (10) together with the fan wheel (12), interrupter and / or sliding surface. Schnecke (10) nach Anspruch 3, wobei das Bauteil ein urformend hergestelltes Bauteil, insbesondere ein Spritzgussteil, ist; oder wobei das Bauteil ein durch spanende Bearbeitung hergestelltes Bauteil ist.Snail (10) after Claim 3 , wherein the component is a preformed component, in particular an injection molded part; or wherein the component is a component produced by machining. Elektromechanische Einheit, umfassend einen elektromechanischen Energiewandler (20) mit einer Welle (22), wobei eine Schnecke (10) nach einem der vorherigen Ansprüche drehfest an der Welle (22) befestigt ist.Electromechanical unit, comprising an electromechanical energy converter (20) with a shaft (22), wherein a worm (10) according to one of the preceding claims is rotatably fixed to the shaft (22). Elektromechanische Einheit nach Anspruch 5, wobei der Energiewandler (20) und die Schnecke (10) oder der Energiewandler (20), die Schnecke (10) und eine dazwischen angeordnete Gleitlagerscheibe (18) das Lager (16) mit ausbilden.Electromechanical unit after Claim 5 , wherein the energy converter (20) and the worm (10) or the energy converter (20), the worm (10) and a slide bearing disc (18) arranged between them form the bearing (16). Elektromechanische Einheit nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Lüfterrad (12) und/oder das Lager (16) in der Einbaulage an dem relativ zum Energiewandler (20) proximalen Ende der Schnecke (10) vorgesehen sind.Electromechanical unit after Claim 5 or 6 The fan wheel (12) and / or the bearing (16) are provided in the installed position on the end of the screw (10) that is proximal to the energy converter (20). Elektromechanische Einheit nach Anspruch 7, wobei das Lager (16) ein Axiallager ist; und/oder wobei an dem relativ zum Energiewandler (20) distalen Ende ein zweites Lager (24) vorgesehen ist, wobei das zweite Lager (24) eingerichtet ist, zumindest in radialer Richtung wirkende Kräfte zu übertragen.Electromechanical unit after Claim 7 , wherein the bearing (16) is a thrust bearing; and / or a second bearing (24) is provided at the end distal to the energy converter (20), the second bearing (24) being set up to transmit forces acting at least in the radial direction. Haushaltsgerät, umfassend eine Schnecke (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, oder eine elektromechanische Einheit nach einem der Ansprüche 5 bis 8.Household appliance, comprising a screw (10) according to one of the Claims 1 to 4th , or an electromechanical unit according to one of the Claims 5 to 8th .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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