DE19846235C1 - Verbindungsanordnung zur Verbindung eines Motors mit einem Getriebe - Google Patents

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.

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.