DE19846235C1 - Verbindungsanordnung zur Verbindung eines Motors mit einem Getriebe - Google Patents
Verbindungsanordnung zur Verbindung eines Motors mit einem GetriebeInfo
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Abstract
Verbindungsanordnung (1) zur Verbindung eines Motors mit einem Getriebe (2), mit einem Gehäuse (3) mit einem Lagersitz für ein Wälzlager (6) und einem durch das Wälzlager (6) drehbar gelagerten Adapter (5) zur motorseitigen Aufnahme der Motorwelle und zum Antrieb des Getriebes (2), wobei das Wälzlager (6) in dem Lagersitz bis zu einem getriebeseitig angeordneten Anschlag axial verschiebbar ist, um eine mechanische Überbestimmung der Lagerung des Adapters (5) und die damit verbundene mechanische Spannung zu vermeiden und wobei in dem Lagersitz zwischen dem Wälzlager (6) und dem getriebeseitigen Anschlag ein nachgiebiges Distanzstück (12) angeordnet ist, das hinreichend fest ist, um bei der Montage ein Anstoßen des Wälzlagers (6) an dem Anschlag zu verhindern und dadurch im Betrieb zur Kompensation von Wärmedehnungen eine axiale Verschiebung des Wälzlagers (6) in Richtung des Anschlags zu ermöglichen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zur Ver
bindung eines Motors mit einem Getriebe, insbesondere zum
Anschluß eines Elektromotors an ein Planetengetriebe, gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Verbindung eines Elektromotors mit einem Planetenge
triebe erfolgt üblicherweise nicht direkt, sondern unter
Zwischenschaltung einer Verbindungsanordnung mit einem Ge
häuse, dessen Stirnseiten mit den Stirnseiten des Elektro
motor bzw. des Planetengetriebes verschraubt werden. In dem
Gehäuse der Verbindungsanordnung ist ein Adapter angeord
net, der über ein Wälzlager drehbar gelagert ist und motor
seitig eine Klemmverbindung aufweist, um eine kraftschlüs
sige Verbindung mit der Motorwelle herzustellen. Getriebe
seitig weist der Adapter dagegen ein Zahnrad auf, das in
die Planetenräder des Planetengetriebes eingreift und das
Planetengetriebe dadurch antreibt. Eine derartige Verbin
dungsanordnung ist beispielsweise aus DE 196 37 361 A1 be
kannt.
Die Verbindungsanordnung ist normalerweise dem Getriebe zu
geordnet, mit dem Planetengetriebe verschraubt und schließt
dieses nach außen hin ab. Das Zahnrad des Adapters greift
dabei in die Verzahnung des Planetengetriebes ein. Zur Mon
tage des Motors wird dieser mit der Motorwelle in die
Klemmverbindung eingesteckt und mit der Verbindungsanord
nung verschraubt.
Da Elektromotoren häufig ein Festlager auf der dem Getriebe
abgewandten Seite und ein Loslager auf der dem Getriebe zu
gewandten Seite aufweisen führt die Erwärmung der Motorwel
le im Betrieb des Elektromotors zu einer axialen Ausdehnung
der Motorwelle, die über die starre Klemmverbindung auf den
Adapter übertragen wird. Das Wälzlager des Adapters ist
deshalb ebenfalls als Loslager ausgeführt, um eine stati
sche Überbestimmung und die damit verbundenen mechanischen
Spannungen zu vermeiden.
Nachteilig an dieser bekannten Anordnung ist jedoch, daß
der Adapter bei der Montage so weit in das Gehäuse der Ver
bindungsanordnung hineingedrückt werden kann, daß das Wälz
lager des Adapters an einem Anschlag des Lagersitzes an
liegt. Das Wälzlager hat dann im Betrieb keinen Spielraum
mehr für eine axiale Verschiebung, so daß axiale Wärmedeh
nungen der Motorwelle erhebliche mechanische Spannungen er
zeugen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Ver
bindungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen,
bei dem auch Montagefehler nicht zum Verlust des axialen
Spiels des Wälzlagers führen. Hierdurch soll verhindert
werden, daß axiale Wärmedehnungen der Motorwelle zu mecha
nischen Spannungen führen.
Die Aufgabe wird, ausgehend von der eingangs beschriebenen
bekannten Verbindungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des An
spruchs 1 gelöst.
Die Erfindung schließt die allgemeine technische Lehre ein,
in dem für die axiale Verschiebung des Wälzlagers vorgese
henen Bereich in dem getriebeseitigen Zwischenraum zwischen
dem Wälzlager und dem Anschlag ein nachgiebiges Distanz
stück anzuordnen, um zu verhindern, daß das Wälzlager be
reits bei der Montage der Verbindungsanordnung bis an den
Anschlag geschoben wird. Dies ist wichtig, da das Wälzlager
dann keinen axialen Spielraum mehr hätte, so daß Wärmedeh
nungen der Motorwelle zu mechanischen Spannungen führen
würden.
Das Distanzstück muß also einerseits hinreichend fest sein,
um zu verhindern, daß das Wälzlager bei der Montage bis auf
den Anschlag gepreßt wird. Andererseits muß das Distanz
stück hinreichend nachgiebig sein, um eine Wärmedehnung der
Motorwelle und eine axiale Verschiebung des Wälzlagers
durch eine entsprechende Formänderung ausgleichen zu kön
nen.
Das Distanzstück kann deshalb beispielsweise aus federela
stischen Werkstoffen wie Gummi oder gummiartigen Kunststof
fen bestehen, bei denen die Formänderung nach einer axialen
Wärmedehnung der Motorwelle reversibel ist. Die Erfindung
ist jedoch hinsichtlich der Materialien des Distanzstücks
nicht auf derartige federelastische Materialien beschränkt,
sondern beispielsweise auch mit plastisch verformbaren Ma
terialien realisierbar, bei denen die Formänderung irrever
sibel ist. Entscheidend ist lediglich, daß das Distanzstück
während der Montage hinreichend fest ist, um ein Anstoßen
des Distanzstücks an dem Anschlag zu verhindern. Es, können
deshalb auch Materialien für das Distanzstück verwendet
werden, deren Festigkeit sich nach der Montage im Betrieb
der Anordnung verringert, um dann als Reaktion auf eine
Wärmedehnung der Motorwelle eine Formänderung des Distanz
stücks zu ermöglichen. Ein derartige Änderung der Festig
keit kann beispielsweise durch die im Betrieb auftretenden
erhöhten Temperaturen, Vibrationen oder Drücke verursacht
werden. So könnte des Distanzstück beispielsweise aus einem
Material bestehen, das bei Raumtemperatur während der Mon
tage relativ fest ist und sich bei den im Betrieb auftre
tenden Temperaturen verflüssigt. Weiterhin können Materia
lien verwendet werden, die bei kurzzeitiger Druckbelastung
fest sind und sich bei längerdauernder Druckbelastung ver
flüssigen oder an Härte verlieren.
Vorzugsweise besteht das Distanzstück jedoch aus einem Gum
miring, der in dem Lagersitz des Wälzlagers zwischen der
getriebeseitigen Stirnseite des Wälzlagers und dem Anschlag
angeordnet ist.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung von eigener
schutzwürdiger Bedeutung ist das Wälzlager des Adapters zu
sätzlich durch einen Ring axial fixiert, der motorseitig in
dem Lagersitz angeordnet ist und in einer Ringnut des Ge
häuses der Verbindungsanordnung geführt wird. Zur Demontage
der Anordnung muß der Ring aus der Ringnut herausgedrückt
werden, was vorzugsweise durch radial verlaufende Bohrungen
erfolgt, die von außen zugänglich in dem Gehäuse der Ver
bindungsanordnung angeordnet sind und innen in der Ringnut
münden. Diese Bohrungen weisen vorzugsweise ein Innengewin
de zur Aufnahme von Madenschrauben auf, die in die Bohrun
gen hineingeschraubt werden können, um den Ring nach innen
aus der Ringnut herauszudrücken und dadurch eine Demontage
der Anordnung zu ermöglichen.
Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß die
erfindungsgemäße Verbindungsanordnung als separate Baugrup
pe neben dem Motor und dem Getriebe ausgeführt sein kann,
so daß Motor und Getriebe an der Verbindungsanordnung befe
stigt werden müssen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf ei
ne derartige separate Ausführung der Verbindungsanordnung
beschränkt, sondern vielmehr auch in der Weise realisier
bar, daß die Verbindungsanordnung in den Motor oder das Ge
triebe integriert wird.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend
zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung
der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zei
gen:
Fig. 1 als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
eine Verbindungsanordnung zur Verbindung eines
Elektromotors mit einem Planetengetriebe in tei
laufgerissener Seitenansicht sowie
Fig. 2 eine Frontansicht der erfindungsgemäßen Verbin
dungsanordnung in axialer Richtung.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße
Verbindungsanordnung 1 dient zur Verbindung eines Elektro
motors 16 mit einem Planetengetriebe 2, wobei der Elektro
motor zur Vereinfachung nur mit seiner Flanschseite darge
stellt ist.
Die Verbindungsanordnung 1 weist ein Gehäuse 3 auf, an dem
der Elektromotor durch Schrauben 17 befestigt ist, die in
entsprechende axial verlaufende Bohrungen 4 in der motor
seitigen Stirnseite des Gehäuses 3 eingreifen. Zur Erleich
terung der Montage weist der Elektromotor auf der der Ver
bindungsanordnung 1 zugewandten Stirnseite zusätzlich einen
Zentrierbund 16.1 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung
in der motorseitigen Stirnseite des Gehäuses 3 eingreift.
Der Zentrierbund dient jedoch nur zur Vorzentrierung des
Elektromotors bei der Montage und führt nicht zu einer sta
tischen Überbestimmung, da der Zentrierbund und die Ausneh
mung eine lockere Spielpassung bilden, die eine radiale
Verschiebung des Elektromotors relativ zu der Verbindungs
anordnung 1 ermöglicht. Dies ist vorteilhaft, da andern
falls bei fertigungsbedingten Maßabweichungen des Zentner
bundes oder der Ausnehmung Fluchtungsfehler erzwungen wer
den, die zu erheblichen mechanischen Spannungen zwischen
dem Elektromotor und der Verbindungsanordnung 1 führen. Der
Elektromotor muß also mit seinem Zentrierbund nur grob in
die Ausnehmung eingeführt werden, woraufhin die Schrauben
in die Bohrungen 4 eingeführt und angezogen werden.
Zur Übertragung des Drehmoments von der Motorwelle 16.2 des
Elektromotors 16 auf das Planetengetriebe 2 weist die Ver
bindungsanordnung 1 einen Adapter 5 auf, der in einem als
Rillenkugellager ausgeführten Wälzlager 6 drehbar gelagert
ist. Die Verbindung des Adapters 5 mit der Motorwelle er
folgt durch eine motorseitig an dem Adapter 5 angeordnete
Klemmverbindung 7, welche die Motorwelle aufnimmt und über
zwei Klemmschrauben 8.1, 8.2 eine starre, kraftschlüssige
Verbindung mit der Motorwelle herstellt. Zum Anziehen bzw.
Lösen der Klemmschrauben 8.1, 8.2 weist das Gehäuse 3 der
Verbindungsanordnung 1 zwei von außen zugängliche Bohrungen
9.1, 9.2 auf, in die ein Sechskantschlüssel eingeführt wer
den kann, der bei einer bestimmten Drehstellung des Adap
ters 5 einen Zugriff auf die Klemmschrauben 8.1, 8.2 ermög
licht.
Auf der Getriebeseite weist der Adapter 5 ein Zahnrad 10
auf, das direkt in die Planetenräder 11 des Planetengetrie
bes 2 eingreift und dadurch eine Drehmomentübertragung von
der Motorwelle 16.2 auf das Planetengetriebe 2 ermöglicht.
Wichtig ist hierbei, daß das Wälzlager 6 des Adapters 5 in
axialer Richtung verschiebbar ist, da im Betrieb eine axia
le Wärmedehnung der Motorwelle auftritt, die über die star
re Klemmverbindung 7 auf den Adapter 5 übertragen wird, was
bei einem axial fixierten Wälzlager 6 zu enormen mechani
schen Spannungen führen würde. Der Lagersitz in dem Gehäuse
3 der Verbindungsanordnung 1 bildet deshalb mit dem Wälzla
ger 6 eine leichte Spielpassung, um bei einer Wärmedehnung
der Motorwelle eine axiale Verschiebung des Wälzlagers 6 zu
ermöglichen. Dieses radial großzügig dimensionierte Spiel
stellt sicher, daß das Ritzel 10 alleine durch die achssym
metrisch wirkenden Zahneingriffe mit den Planetenrädern 11
in seiner idealen Mittenposition zu ebendiesem gehalten
wird. Weder durch die Lagerung der Motorwelle 16.2 noch
durch die Zentrierung Motor-Getriebe und auch nicht durch
die Lagerung des Adapters 5 werden irgendwelche Zwangskräf
te durch Fluchtungsabweichungen in die Zahneingriffe Rit
zel-Planeten eingeleitet.
Der axiale Verschiebungsweg des Wälzlagers 6 in Richtung
auf das Planetengetriebe 2 wird jedoch durch einen getrie
beseitig angeordneten Anschlag begrenzt, der aus einer nach
innen vorspringenden Schulter besteht. Das Wälzlager 6 kann
also in axialer Richtung nur soweit verschoben werden, bis
das Wälzlager 6 mit seiner getriebseitigen Stirnfläche mit
telbar an dem Anschlag anliegt. Zwischen dem Wälzlager 6
und dem Anschlag ist hierbei ein ringförmiges Distanzstück
12 aus Gummi angeordnet, das verhindert, daß das Wälzlager
6 bereits bei der Montage des Motors 16 unmittelbar an dem
Anschlag anliegt. Dies ist wichtig, da das Wälzlager 6
sonst bei der späteren Wärmedehnung im Betrieb keinen
Spielraum mehr für eine axiale Verschiebung hätte, um die
Wärmedehnung der Motorwelle auszugleichen.
Das Distanzstück 12 ist deshalb einerseits hinreichend
fest, um zu verhindern, daß das Wälzlager 6 bei der Montage
bis an den Anschlag geschoben wird. Andererseits ist das
Distanzstück 12 hinreichend nachgiebig, um einer axialen
Verschiebung des Wälzlagers 6 keinen zu großen Widerstand
entgegenzusetzen, so daß eine Wärmedehnung der Motorwelle
nur zu geringfügigen mechanischen Spannungen führt.
Darüber hinaus ist zur Begrenzung des axialen Verschie
bungsweges auf der Motorseite des Wälzlagers 6 ein Rund
drahtsprengring 13 vorgesehen, der in einer Ringnut liegt
und verhindert, daß das Wälzlager 6 axial aus dem Lagersitz
herausgezogen werden kann. Das Wälzlager 6 ist selbsthal
tend, d. h. der Innenring kann nicht von dem Außenring ge
trennt werden. Auf dem Adapter 5 ist das Wälzlager 6 nicht
verschieblich - vorzugsweise mit einem Festsitz - befe
stigt. Damit ist es möglich, da das Getriebe zusammen mit
der Verbindungsanordnung einschließlich dem Adapter 5 als
komplette Einheit fertig zu bauen und mit Ölfüllung zu ver
sehen, da der Adapter 5 nicht herausgezogen werden kann und
durch diesen das Getriebe öldicht verschlossen wird.
Wenn beabsichtigt ist, den Motor zu demontieren und die
Klemmschrauben 8.1, 8.2 nicht mit den entsprechenden Boh
rungen 9.1, 9.2 in Fluchtung gebracht werden könne, so er
möglicht die erfindungsgemäße Anordnung noch eine Not-
Demontage. Hierzu ist es erforderlich, den Runddrahtspren
gring 13 aus der Ringnut herauszudrücken, damit der Elek
tromotor 16 vom Gehäuse 3 getrennt werden kann. Hierzu sind
in dem Gehäuse 3 der Verbindungsanordnung mehrere radial
verlaufende Bohrungen 14 angeordnet, die gleichmäßig über
den Umfang des Gehäuses 3 verteilt sind. Die Bohrungen 14
tragen jeweils ein Gewinde und dienen zur Aufnahme von Ma
denschrauben 15.1 bis 15.4. Die Bohrungen 14 sind so ange
ordnet, daß die Madenschrauben 15.1 bis 15.4 beim Hinein
drehen mit ihrer Stirnseite auf den Sprengring treffen. Die
Madenschrauben 15.1 bis 15.4 werden so weit hineingedreht,
bis der Sprengring 13 so weit zusammengedrückt ist, daß
sein Außendurchmesser gleich dem Lageraußendurchmesser ist.
Vorteilhaft ist es hierbei, wenn der Durchmesser der Maden
schrauben 15.1 bis 15.4 größer als der des Sprengrings ist
und die Bohrungen 14 so plaziert sind, daß diese beim Hin
eindrehen der Madenschrauben 15.1 bis 15.4 leicht am Außen
ring des Lagers 6 anstehen. Auf diese Weise wird verhin
dert, daß die Madenschrauben 15.1 bis 15.4 zu weit hinein
gedreht werden und ihrerseits das Herausziehen des Wälzla
gers 6 verhindern. Nachdem anschließend die Verbindungs
schrauben 17 zwischen Motor 16 und Getriebe 2 gelöst und
entfernt sind, kann der Motor 16 vom Gehäuse 3 abgezogen
werden. Der Adapter 5 mit dem Wälzlager 6 verbeliebt hier
bei auf der Motorwelle 16.2, da die Klemmschrauben 8.1, 8.2
nicht gelöst wurden. Anschließend kann der Adapter 5 mit
dem Wälzlager 6 von der Motorwelle 16.2 demontiert werden,
indem die Klemmschrauben 8.1, 8.2 gelöst werden, woraufhin
der Adapter 5 dann wieder in das Gehäuse 3 eingesetzt wer
den kann.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf
die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispie
le. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche
von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders
gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
Claims (8)
1. Verbindungsanordnung (1) zur Verbindung eines Motors
mit einem Getriebe (2), insbesondere zum Anschluß eines
Elektromotors an ein Planetengetriebe, mit
einem Gehäuse (3) mit einem Lagersitz für ein Wälzlager (6) und
einem durch das Wälzlager (6) drehbar gelagerten Adapter (5) zur motorseitigen Aufnahme der Motorwelle und zum An trieb des Getriebes (2),
wobei das Wälzlager (6) in dem Lagersitz bis zu einem ge triebeseitig angeordneten Anschlag axial verschiebbar ist, um eine mechanische Überbestimmung der Lagerung des Adap ters (5) und die damit verbundenen mechanischen Spannung zu vermeiden,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Lagersitz zwischen dem Wälzlager (6) und dem ge triebeseitigen Anschlag ein nachgiebiges Distanzstück (12) angeordnet ist, das hinreichend fest ist, um bei der Monta ge ein Anstoßen des Wälzlagers (6) an dem Anschlag zu ver hindern und dadurch im Betrieb zur Kompensation von Wärme dehnungen eine axiale Verschiebung des Wälzlagers (6) in Richtung des Anschlags zu ermöglichen.
einem Gehäuse (3) mit einem Lagersitz für ein Wälzlager (6) und
einem durch das Wälzlager (6) drehbar gelagerten Adapter (5) zur motorseitigen Aufnahme der Motorwelle und zum An trieb des Getriebes (2),
wobei das Wälzlager (6) in dem Lagersitz bis zu einem ge triebeseitig angeordneten Anschlag axial verschiebbar ist, um eine mechanische Überbestimmung der Lagerung des Adap ters (5) und die damit verbundenen mechanischen Spannung zu vermeiden,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Lagersitz zwischen dem Wälzlager (6) und dem ge triebeseitigen Anschlag ein nachgiebiges Distanzstück (12) angeordnet ist, das hinreichend fest ist, um bei der Monta ge ein Anstoßen des Wälzlagers (6) an dem Anschlag zu ver hindern und dadurch im Betrieb zur Kompensation von Wärme dehnungen eine axiale Verschiebung des Wälzlagers (6) in Richtung des Anschlags zu ermöglichen.
2. Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Distanzstück (12) ringförmig ist.
3. Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß das Distanzstück (12) federela
stisch oder plastisch verformbar ist.
4. Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Distanzstück (12) aus Gummi oder ei
nem gummiartigen Kunststoff besteht.
5. Verbindungsanordnung (1) nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager
(6) motorseitig durch einen Ring (13) axial fixiert ist,
wobei der Ring (13) in einer Ringnut in dem Gehäuse (3) ge
führt ist.
6. Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß in dem Gehäuse (3) im Bereich der Ringnut
mehrere von außen zugängliche und innen in der Ringnut mün
dende Bohrungen (14) angeordnet sind, um den Ring (13) zur
Demontage des Wälzlagers (6) nach innen aus der Ringnut
herauszudrücken.
7. Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bohrungen (14) Gewinde aufweisen und
in den Bohrungen (14) Schrauben (15.1 bis 15.4) angeordnet
sind, um den Ring (13) durch eine Drehbewegung der Schrau
ben (15.1 bis 15.4) nach innen aus der Ringnut herauszu
drücken.
8. Verbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 5
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (13) als Spren
gring oder als Runddrahtsprengring ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
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DE19846235A DE19846235C1 (de) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | Verbindungsanordnung zur Verbindung eines Motors mit einem Getriebe |
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