DE20302174U1 - Wellendichtung für einen Elektromotor und Elektromotor, insbesondere für ein automatisches Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges - Google Patents
Wellendichtung für einen Elektromotor und Elektromotor, insbesondere für ein automatisches Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges Download PDFInfo
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Abstract
Wellendichtung
für einen
Elektromotor, der eine Motorwelle (18) aufweist, die über wenigstens ein
Wälzlager
(24) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Außendurchmesser
der Welle (18) ein ringförmiger
Einstich (38) vorgesehen ist, eine Dichtung (40) in den Einstich
(38) eingefügt
ist und das Wälzlager
(24) derart auf die Welle (18) aufgebracht ist, daß die Dichtung
(40) zwischen der Welle (18) und dem Wälzlager (24) zu liegen kommt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung für einen Elektromotor sowie einen Elektromotor, insbesondere für ein automatisches Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges.
- Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Elektromotoren und insbesondere Gleichstrommotoren, die als Innenläufer oder Außenläufer konfiguriert sein können. Noch spezieller kann es sich bei dem Motor um einen elektronisch kommutierten, bürstenlosen Gleichstrommotor oder einen anderen Permanentmagnet-Motor handeln. Solche Motoren umfassen eine Rotorbaugruppe, die mit einer Welle verbunden ist und einen oder mehreren Permanentmagneten aufweist, sowie eine Statorbaugruppe, die einen z.B. aus Blechen aufgebauten Statorkörper und Phasenwicklungen umfaßt. Zwei Lager sind mit axialem Abstand an der Welle angeordnet, um die Rotorbaugruppe relativ zu der Statorbaugruppe zu lagern. Der Motor ist in einem Motorgehäuse eingeschlossen und an dem Abtriebsende der Welle über die Lager und ggf. zusätzliche Dichtungen nach außen abgedichtet.
- Der erfindungsgemäße Elektromotor ist insbesondere für Anwendungen im Automobilbereich bestimmt, noch spezieller als Antriebsmotor für ein automatisches Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges. Hierbei ist es notwendig, daß der Motor auf der Abtriebsseite, wo er mit dem Schaltgetriebe verbunden ist, ausreichend abgedichtet ist, um zu verhindern, daß Getriebeöl in den Motor eindringt.
- Im Stand der Technik wurden zur Abdichtung des Motorgehäuses und der Welle gegen eindringendes Getrieböl beispielsweise Radialwellendichtringe verwendet, die außerhalb des Motorgehäuses, auf der Welle neben den Kugellagern zu liegen kommen. Solche Radialwellendichtringe haben den Nachteil, daß sie einen Teil der axialen Länge der Welle beanspruchen, so daß die axiale Baulänge des Motors sich insgesamt vergrößert. Eine weitere Lösung des Standes der Technik zur Abdichtung des Motorgehäuses und der Welle besteht darin, Festlager vorzusehen, welche zwischen dem Motorgehäuse und der Welle eingepreßt oder eingeklebt sind. Diese Lösung hat den Nachteil, daß die Lager mit einer höheren Vorspannung behaftet sind, wodurch sich insgesamt ein erhöhter Widerstand und somit eine erhöhte Stromaufnahme des Motors ergibt. Zusätzlich können bei Verwendung von Festlagern Probleme mit einer zu hohen Steifigkeit der Welle bei axialer Belastung entstehen, weil die Lager in axialer Richtung nicht nachgeben können.
- Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Elektromotor mit einer Wellendichtung anzugeben, der sich als Antriebsmotor für ein automatisches Schaltgetriebe eignet. Hierfür muß der Motor auf der Abtriebsseite, oder A-Seite, ausreichend gut abgedichtet sein, um das Eindringen von Getriebeöl zu verhindern, wobei gleichzeitig ein axiales Wellenspiel zugelassen werden soll.
- Diese Aufgabe wird durch eine Wellendichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch einen Elektromotor gemäß Anspruch 4 gelöst.
- Die Erfindung sieht eine Wellendichtung für einen Elektromotor vor, wobei auf dem Außendurchmesser der Welle ein ringförmiger Einstich ausgebildet ist, eine Dichtung in den Einstich eingefügt ist und ein Wälzlager derart auf die Welle aufgebracht ist, daß die Dichtung zwischen der Welle und dem Wälzlager zu liegen kommt. Die Dichtung ist vorzugsweise durch einen O-Ring gebildet. Der O-Ring übernimmt einerseits die Funktion der Abdichtung des Lagers gegen die Welle, andererseits dient er als Mitnehmer für den Lagerinnenring. Der Lageraußenring kann in einem Lagersitz, der beispielsweise in dem Motorgehäuse ausgebildet ist, im Preßsitz gehalten sein. Dadurch wird eine Abdichtung und Lagerung der Motorwelle geschaffen, die eine gewisse Elastizität des Lagers in axialer Richtung gewährleistet.
- Das Einbringen des ringförmigen Einstichs, beispielsweise in Form einer Nut, in den Außendurchmesser der Welle ist fertigungstechnisch ohne größere Probleme zu realisieren und hat den Vorteil, daß weder in axialer, noch in radialer Richtung des Lagers die Baulänge bzw. – höhe des Motors vergrößert wird. Würde der Dichtungsring beispielsweise zwischen dem Lager und dem Lagersitz vorgesehen, so müßte ein entsprechender Einstich zur Aufnahme des Dichtungsrings in dem Lagersitz vorgesehen werden, was eine Mindest-Materialstärke des Lagersitzes erfordert, die nicht in allen Anwendungen vorhanden ist. Je nach Bauweise des Motorgehäuses kann es auch schwierig sein, zusätzliche Einstiche oder Nuten in dieses einzubringen. Das Einbringen des Einstichs in die Motorwelle ist dagegen unkompliziert und kann durch einen einfachen Drehvorgang erfolgen.
- Vorzugsweise ist der ringförmige Einstich in Form einer Nut ausgebildet und weist abgerundete Kanten auf, um die Gefahr des Brechens der Welle im Bereich des Einstichs zu minimieren.
- Um das Lager elastisch zu fixieren, ist der Lagerinnenring des Wälzlagers vorzugsweise durch eine Wellfeder vorgespannt. Diese Wellfeder kann beispielsweise zwischen dem Lagerinnenring und dem Rotor des Elektromotors eingespannt werden. Spezieller kann die Wellfeder zwischen dem Lagerinnenring und dem Eisenrückschluß des Rotors eingespannt werden. Das Wälzlager ist vorzugsweise ein Kugellager, welches Kunststoff-Dichtscheiben enthält, welche die rotierenden Komponenten des Lagers zusätzlich abdichten.
- Die Erfindung ist im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die einzige Zeichnung erläutert. Die Figur zeigt eine Längsschnittdarstellung durch einen Elektromotor gemäß der Erfindung.
- Der in der Figur gezeigte Elektromotor ist vorzugsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor oder ein anderer Permanent-Magnetmotor, der als Antriebsmotor für ein automatisches Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges dient. Der Elektromotor weist ein Gehäuse
10 und einen Gehäusedeckel12 auf. Das Gehäuse10 hat eine grundsätzlich zylindrische Form und ist drehfest mit einem Stator14 verbunden, der einen z.B. aus Blechen aufgebauten Statorkörper und Phasenwicklungen umfaßt, die in der Figur jedoch nicht im einzelnen gezeigt sind. Ein Rotor16 ist drehfest mit einer Welle18 verbunden und dreht relativ zu dem Gehäuse10 und dem Stator14 . Der Rotor16 umfaßt einen Rotormagneten20 und ein Eisenrückschluß22 . Der Rotor16 und die Welle18 sind über zwei Wälzlager24 ,26 in dem Gehäuse10 gelagert. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Wälzlager24 ,26 als Kugellager ausgebildet. Genauer ist das Wälzlager24 auf der Abtriebsseite des Elektromotors, A-Seite, im Preßsitz in dem Gehäuse10 gehalten, wie unten noch genauer beschrieben ist. Das Lager26 auf der B-Seite der Welle18 ist in einem Anschlußmodul28 des Elektromotors gehalten. Das Anschlußmodul weist einen Stecker30 zum Anschließen der Versorgungs- und Signalleitungen des Elek tromotors auf. Das Anschlußmodul28 ist in das Gehäuse10 eingepreßt und trägt den Gehäusedeckel12 , der durch eine Deckplatte32 abgeschlossen ist. Ein Dichtring zwischen dem Anschlußmodul28 und dem Gehäusedeckel12 ist mit34 bezeichnet. - Ferner ist in dem in der Figur gezeigten Elektromotor noch eine Sensoranordnung
36 vorgesehen, die Sensorelemente trägt, welche mit einem separaten Sensormagneten37 oder dem Rotormagneten20 zusammenwirken, um die Drehlage, Drehzahl und/oder das Drehmoment des Motors zu erfassen. Die Sensoranordnung ist auf einem Sensorhalter35 montiert. - Im Bereich des A-seitigen Kugellagers
24 ist in der Welle18 ein ringförmiger Einstich38 ausgebildet, der eine Nut zur Aufnahme einer Dichtung40 , insbesondere eines O-Rings, bildet. Der O-Ring, der in den Einstich38 eingelegt ist, bildet somit eine Dichtung zwischen der Welle18 und dem Lagerinnenring42 des Lagers24 . Gleichzeitig dient der O-Ring40 als Mitnehmer für den Lagerinnenring42 . Der Lagerinnenring42 ist über eine Wellfeder44 vorgespannt, die so dimensioniert ist, daß eine gewisse axiale Beweglichkeit des Lagerinnenrings42 zugelassen wird. Die Wellfeder44 ist zwischen dem Lagerinnenring42 und dem Eisenrückschluß22 des Rotors16 eingespannt. Anstelle einer Wellfeder44 können auch andere, dem Fachmann bekannte Mittel zum Vorspannen des Kugellagers24 eingesetzt werden. - Der Lageraußenring
46 des Kugellagers24 ist in einem Lagersitz des Motorgehäuses10 im Preßsitz gehalten, so daß auch die Verbindung zwischen dem Lageraußenring46 und dem Gehäuse10 , durch den Preßsitz, abgedichtet ist. - Der Einstich
38 ist an seinen Innen- und Außenkanten vorzugsweise abgerundet, um die Gefahr des Brechens der Welle in diesem Bereich zu minimieren. - Die erfindungsgemäße Abdichtung des Elektromotors auf der A-Seite hat den Vorteil, daß sie keine zusätzliche Baulänge oder -höhe des Elektromotors im Bereich des Lagers erfordert und gleichwohl eine zuverlässige und flexible Lagerung der Welle erlaubt. Dadurch wird auch erreicht, daß der Abstand zwischen Sensorplatine
36 und den zugeordneten Steuermagneten nicht dem Einfluß der Addition vieler axialen Toleranzen der Konstruktion unterliegt, weil die Welle in axialer Richtung flexibel gelagert ist. - Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in den verschiedenen Ausführungsform von Bedeutung sein.
-
- 10
- Gehäuse
- 12
- Gehäusedeckel
- 14
- Stator
- 16
- Rotor
- 18
- Welle
- 20
- Rotormagneten
- 22
- Eisenrückschluß
- 24,26
- Wälzlager
- 28
- Anschlußmodul
- 30
- Stecker
- 32
- Deckplatte
- 34
- Dichtring
- 35
- Sensorhalter
- 36
- Sensoranordung
- 37
- Sensormagnet
- 38
- Einstich
- 40
- Dichtung, O-Ring
- 42
- Lagerinnenring
- 44
- Wellfeder
- 46
- Lageraußenring
Claims (10)
- Wellendichtung für einen Elektromotor, der eine Motorwelle (
18 ) aufweist, die über wenigstens ein Wälzlager (24 ) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Außendurchmesser der Welle (18 ) ein ringförmiger Einstich (38 ) vorgesehen ist, eine Dichtung (40 ) in den Einstich (38 ) eingefügt ist und das Wälzlager (24 ) derart auf die Welle (18 ) aufgebracht ist, daß die Dichtung (40 ) zwischen der Welle (18 ) und dem Wälzlager (24 ) zu liegen kommt. - Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (
40 ) die Form eines O-Rings hat. - Wellendichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstich abgerundete Kanten aufweist.
- Elektromotor, insbesondere für ein automatisches Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges, mit einem Rotor (
16 ), einem Stator (14 ) und einer Motorwelle (18 ), die in einem Motorgehäuse (10 ) untergebracht sind, wobei die Motorwelle (18 ) über wenigstens ein Wälzlager (24 ) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Außendurchmesser der Welle (18 ) ein ringförmiger Einstich (38 ) vorgesehen ist, eine Dichtung (40 ) in den Einstich (38 ) eingefügt ist und das Wälzlager (24 ) derart auf die Welle (18 ) aufgebracht ist, daß die Dichtung (40 ) zwischen der Welle (18 ) und dem Wälzlager (24 ) zu liegen kommt. - Elektromotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (
40 ) die Form eines O-Rings hat. - Elektromotor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (
40 ) zwischen einem Lagerinnenring (42 ) des Wälzlagers (24 ) und der Welle (18 ) angeordnet ist und der Lagerinnenring (42 ) durch mindestens eine Wellfeder (44 ) vorgespannt ist. - Elektromotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellfeder (
44 ) zwischen dem Lagerinnenring (42 ) und dem Rotor (16 ) eingespannt ist. - Elektromotor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lageraußenring (
46 ) des Wälzlagers (24 ) in dem Motorgehäuse (10 ) im Preßsitz gehalten ist - Elektromotor nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (
24 ) ein Kugellager ist, das Dichtscheiben aufweist. - Elektromotor für ein automatisches Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (
40 ) auf der Getriebeseite (A) des Elektromotors vorgesehen ist, um ein Eindringen von Getriebeöl in das Motorgehäuse (10 ) zu verhindern.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Effective date: 20090325 |
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R152 | Term of protection extended to 10 years |
Effective date: 20110316 |
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R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |