WO2008077692A1 - Bearing arrangement and quick-rotating electrical machine - Google Patents

Bearing arrangement and quick-rotating electrical machine Download PDF

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WO2008077692A1
WO2008077692A1 PCT/EP2007/062612 EP2007062612W WO2008077692A1 WO 2008077692 A1 WO2008077692 A1 WO 2008077692A1 EP 2007062612 W EP2007062612 W EP 2007062612W WO 2008077692 A1 WO2008077692 A1 WO 2008077692A1
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bearings
bearing arrangement
ball roller
ball
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PCT/EP2007/062612
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Inventor
Peter Schaaf
Rainer Eidloth
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Schaeffler Kg
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/173—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
    • H02K5/1732—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
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    • F16C19/24—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly
    • F16C19/26—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly with a single row of rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/34—Rollers; Needles
    • F16C33/36—Rollers; Needles with bearing-surfaces other than cylindrical, e.g. tapered; with grooves in the bearing surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00—Electrical apparatus
    • F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2205/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to casings, enclosures, supports
    • H02K2205/03—Machines characterised by thrust bearings

Definitions

  • the invention relates to a bearing assembly for a high-speed electric machine, each comprising a arranged in the axial direction in front of and behind the rotor of the electric motor bearings.
  • Such bearing arrangements are used, for example, for electrical machines of motor vehicles, that is, for example, for alternators, starter motors, starter generators, motors for driving ancillaries of the drive motor, etc.
  • the bearings of such electric machines are generally equipped with a permanent lubrication, the bearings are filled with grease and sealed to the outside by bearing seals. A renewal of the grease depot during the design life of the bearings is not provided.
  • the requirements placed on such bearing arrangements are generally a good seal against grease leakage or entry of dirt particles, water and the like, a compact design and low operating noise.
  • the bearing seals should thus on the one hand prevent the escape of grease, so that the intended grease depot is maintained for the entire design life. On the other hand, however, they should also prevent the entry of dirt particles or the like, which could likewise impair the service life of the bearing arrangement.
  • the performance of electrical machines increases with increasing speed. In order to achieve the most compact possible design for a given power, they generally turn at very high speeds. The speed of modern generators is for example at 20,000 rpm. In this temperature are temperatures of 150 0 C was reached. In order to ensure low running noise despite the high rotational speeds, precision bearings with optimized cages and materials optimized for the above-mentioned applications as well as heat treatment processes are used, which ensure a low roughness of the raceways and the rolling elements.
  • the invention has for its object to provide a bearing assembly referred to in the preamble of claim 1 species, which ensures a longer life compared to the known bearing assembly and allows a more compact design of the electric machine.
  • the invention is based on the finding that the non-bearing areas of the ball-shaped rolling bearings contribute nothing to the function of the bearing, but rather only reduce the volume for receiving the grease reservoir and increase the axial dimensions of the bearing.
  • the invention is therefore based on a bearing arrangement for a rapidly rotating electric machine, each comprising a roller bearing arranged in the axial direction in front of and behind the rotor of the electric machine.
  • at least one of the roller bearings is designed as a ball roller bearing
  • the rolling elements have laterally opposite the spherical shape, ie in the non-bearing areas, flattened and mutually parallel Stirnflä-.
  • roller bearings are designed as a ball roller bearing. If the design specifications allow this, however, according to a preferred embodiment, both roller bearings are designed as ball roller bearings, which increases the overall advantage.
  • the space between the outer and inner bearing rings obtained by eliminating the lateral spherical caps of the rolling elements can be used in different ways. According to one embodiment of the invention it is provided that this space is used to increase the volume for receiving a grease deposit. The increase in the volume essentially corresponds to the volume of the dropped ball caps. Another embodiment of the invention provides that the space obtained by the elimination of the lateral spherical caps of the rolling elements space between the outer and the inner bearing ring is used for the axial enlargement of this space axially final sealing rings. Since the conventional in ball bearings can be installed sealing rings are usually very narrow, they are occasionally hardly able to cope with the high demands on the tightness of the bearings. The space gained makes it possible to form the sealing rings stronger and to improve their sealing effect permanently.
  • the invention also offers the possibility to use the space obtained by the elimination of the lateral spherical caps of the rolling elements for the axial shortening of the ball bearing.
  • the possible shortening of the bearing corresponds essentially to twice the height of the dropped ball caps.
  • Another advantage of the invention is also seen in the fact that the space obtained by the elimination of lateral spherical caps of the rolling elements can be used with a constant axial dimension of the bearing to increase the ball roller diameter and thus to improve the load rating of the bearing.
  • Figure 1 shows a longitudinal section of an electric machine with an axially in front of and behind the rotor arranged bearings
  • Figure 2 shows a detail of a bearing assembly approximately according to Figure 1 with different rolling elements.
  • the electric machine 2 shown in FIG. 1, for example a generator or an electric motor of a motor vehicle, comprises a shaft 6 which is rotationally driven via a belt pulley 4 and on which a rotor 8 is arranged in a rotationally fixed manner.
  • the shaft 6 is mounted rotatably in a housing 14 via a first, larger ball roller bearing 10 arranged in the direction of the rotor axis 18 in front of the rotor 8 and a second, smaller ball roller bearing 12 arranged behind the rotor 8.
  • the two ball roller bearings 10, 12 each have a non-rotatably mounted in the housing 14 outer bearing ring 11 and a rotatably connected to the rotatable shaft 6 inner bearing ring 13, between which held in a cage 17 ball rollers 1 1 are arranged.
  • a cooperating with the rotor 8 stator 16 is also arranged and fixed there.
  • FIG. 1 shows an example of the fact that the space between the outer bearing ring 11 and the inner bearing ring 13 obtained by eliminating the lateral spherical caps of the rolling elements 15 is used to increase the volume for receiving a grease deposit, the axial dimensions of the bearing 10, 12 are unchanged relative to a bearing with vollkugeligen Wälzkör- pern.
  • FIG. 1 shows a comparison between a conventional ball bearing and a ball roller bearing same axial bearing width b.
  • the bearing 20 shown in the lower part of Figure 2 is equipped with vollkugelig trained rolling elements 22.
  • the seals 28 and 30 axially sealed space and thus the volume of the accommodated therein grease deposit is relatively small, so that there is a correspondingly low design life of this camp.

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Abstract

The present invention relates to a bearing arrangement for a quick-rotating electrical machine (2), comprising in each case one rolling bearing, which is arranged in the axial direction in front of and behind the rotor (8) of the electrical machine. According to the invention, the rolling bearings are preferably in the form of rolling ball bearings (10, 12, 36), whose rolling bodies (15, 46) have, with respect to the spherical shape, laterally flattened end faces, which are parallel to one another. The area obtained by the omission of the spherical caps (32, 34) can be used for enlarging the lubricating grease reservoir, for reinforcing the sealing rings (42, 44), which are associated with the bearing and seal off the lubricating grease reservoir from the outside, for axially shortening the bearing or, in the case of the same axial bearing width (b), for enlarging the ball roller diameter.

Description

Bezeichnung der Erfindung Name of the invention
LAGERANORDNUNG UND SCHNELL DREHENDE ELEKTROMASCHINESTORAGE ARRANGEMENT AND FAST-TURNING ELECTRIC MACHINE
Beschreibungdescription
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine schnell drehende Elektro- maschine, umfassend je ein in Achsrichtung vor und hinter dem Läufer der Elektromaschine angeordnetes Wälzlager.The invention relates to a bearing assembly for a high-speed electric machine, each comprising a arranged in the axial direction in front of and behind the rotor of the electric motor bearings.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Derartige Lageranordnungen werden beispielsweise für Elektromaschinen von Kraftfahrzeugen, also beispielsweise für Lichtmaschinen, Startermotoren, Startergeneratoren, Motoren für den Antrieb von Nebenaggregaten des Antriebsmotors usw. eingesetzt. Die Lager derartiger Elektromaschinen sind im Allgemeinen mit einer Dauerschmierung ausgestattet, wobei die Lager mit Schmier- fett gefüllt und nach außen durch Lagerdichtungen abgedichtet sind. Eine Erneuerung des Schmierfett-Depots während der Auslegungslebensdauer der Lager ist nicht vorgesehen.Such bearing arrangements are used, for example, for electrical machines of motor vehicles, that is, for example, for alternators, starter motors, starter generators, motors for driving ancillaries of the drive motor, etc. The bearings of such electric machines are generally equipped with a permanent lubrication, the bearings are filled with grease and sealed to the outside by bearing seals. A renewal of the grease depot during the design life of the bearings is not provided.
Die Anforderungen, die an derartige Lageranordnungen gestellt werden, sind ganz allgemein eine gute Abdichtung gegenüber einem Fettaustritt bzw. einem Eintritt von Schmutzpartikeln, Wasser und dergleichen, eine kompakte Bauweise und geringe Laufgeräusche. Die Lagerdichtungen sollen demnach einerseits den Austritt von Schmierfett verhindern, so dass das vorgesehene Schmierfettdepot für die gesamte Auslegungslebensdauer erhalten bleibt. Sie sollen ande- rerseits aber auch einen Eintritt von Schmutzpartikeln oder dergleichen verhindern, die die Lebensdauer der Lageranordnung ebenfalls beeinträchtigen könnten. Die Leistung von Elektromaschinen steigt mit zunehmender Drehzahl an. Um bei vorgegebener Leistung eine möglichst kompakte Bauweise zu erzielen, drehen diese im Allgemeinen mit sehr hohen Drehzahlen. Die Drehzahl moderner Generatoren liegt beispielsweise bei 20000 U/min. Dabei werden Tempera- turen von 1500C erreicht. Um trotz der hohen Drehzahlen geringe Laufgeräusche zu gewährleisten, werden Präzisionslager mit optimierten Käfigen und mit für die oben genannten Anwendungsfälle optimierten Werkstoffen sowie Wärmebehandlungsverfahren genutzt, die eine geringe Rauhigkeit der Laufbahnen und der Wälzkörper gewährleisten.The requirements placed on such bearing arrangements are generally a good seal against grease leakage or entry of dirt particles, water and the like, a compact design and low operating noise. The bearing seals should thus on the one hand prevent the escape of grease, so that the intended grease depot is maintained for the entire design life. On the other hand, however, they should also prevent the entry of dirt particles or the like, which could likewise impair the service life of the bearing arrangement. The performance of electrical machines increases with increasing speed. In order to achieve the most compact possible design for a given power, they generally turn at very high speeds. The speed of modern generators is for example at 20,000 rpm. In this temperature are temperatures of 150 0 C was reached. In order to ensure low running noise despite the high rotational speeds, precision bearings with optimized cages and materials optimized for the above-mentioned applications as well as heat treatment processes are used, which ensure a low roughness of the raceways and the rolling elements.
Die DE 197 37 045 A1 zeigt eine Lageranordnung für einen Elektromotor, einen Generator oder eine Lichtmaschine für ein Kraftfahrzeug. Die beiden vor und hinter dem Läufer angeordneten Lager sind als Kugellager mit vollkugeligen Wälzkörpern ausgebildet. Um im Sinne einer kompakten Bauweise die axiale Breite der Lager gering zu halten, werden in den vorhandenen Bauraum üblicherweise sehr schmale Dichtungen eingebaut, die den hohen Ansprüchen über eine längere Lebensdauer kaum gerecht werden. Durch den von den kugelförmigen Wälzkörpern eingenommenen Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Lagerring sowie den axialen Dichtungen ist das Schmierfettvolu- men im Kugellager beschränkt, so dass auch dadurch die vom Schmierfettvolumen unmittelbar abhängige Lebensdauer eingeschränkt ist.DE 197 37 045 A1 shows a bearing arrangement for an electric motor, a generator or an alternator for a motor vehicle. The two arranged in front of and behind the rotor bearings are designed as ball bearings with vollkugeligen rolling elements. In order to keep the axial width of the bearing low in terms of a compact design, usually very narrow seals are installed in the available space, which hardly meet the high demands of a longer life. Due to the space occupied by the spherical rolling elements between the inner and the outer bearing ring and the axial seals, the lubricating grease volume is limited in the ball bearing, so that also by the directly dependent on the grease volume life is limited.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die im Vergleich zu der bekannten Lageranordnung eine höhere Lebensdauer gewährleistet und eine kompaktere Bauweise der Elektromaschine ermöglicht.The invention has for its object to provide a bearing assembly referred to in the preamble of claim 1 species, which ensures a longer life compared to the known bearing assembly and allows a more compact design of the electric machine.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die nicht tragenden Bereiche der kugelförmigen Wälzlager zur Funktion des Lagers nichts beitragen, son- dem vielmehr nur das Volumen zur Aufnahme des Schmierfettdepots verringern und die axialen Abmessungen des Lagers vergrößern.The invention is based on the finding that the non-bearing areas of the ball-shaped rolling bearings contribute nothing to the function of the bearing, but rather only reduce the volume for receiving the grease reservoir and increase the axial dimensions of the bearing.
Die Erfindung geht daher aus von einer Lageranordnung für eine schnell dre- hende Elektromaschine, umfassend je ein in Achsrichtung vor und hinter dem Läufer der Elektromaschine angeordnetes Wälzlager. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest eines der Wälzlager als Kugelrollenlager ausgebildet ist, dessen Wälzkörper gegenüber der Kugelform seitlich, also in den nicht tragenden Bereichen, abgeflachte und zueinander parallele Stirnflä- chen aufweisen.The invention is therefore based on a bearing arrangement for a rapidly rotating electric machine, each comprising a roller bearing arranged in the axial direction in front of and behind the rotor of the electric machine. In this case, it is provided according to the invention that at least one of the roller bearings is designed as a ball roller bearing, the rolling elements have laterally opposite the spherical shape, ie in the non-bearing areas, flattened and mutually parallel Stirnflä-.
Durch diese Ausgestaltung bleiben die tragenden Bereiche der Wälzkörper und damit die Funktion des Lagers in vollem Umfang erhalten. Der durch den Wegfall der seitlichen Kugelkappen gewonnene Raum kann in unterschiedli- eher Weise vorteilhaft genutzt werden, wie weiter unten im Einzelnen beschrieben wird. Um diese Vorteile zu erreichen, ist zumindest eines der Wälzlager als Kugelrollenlager ausgebildet. Falls die konstruktiven Vorgaben dies erlauben, sind jedoch gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung beide Wälzlager als Kugelrollenlager ausgebildet, womit sich der Gesamtvorteil erhöht.With this configuration, the bearing areas of the rolling elements and thus the function of the bearing remain in full. The space obtained by the omission of the lateral spherical caps can be advantageously used in different ways, as will be described in detail below. In order to achieve these advantages, at least one of the roller bearings is designed as a ball roller bearing. If the design specifications allow this, however, according to a preferred embodiment, both roller bearings are designed as ball roller bearings, which increases the overall advantage.
Da bei Elektromaschinen für Kraftfahrzeuge im Allgemeinen keine oder nur geringe Axialkräfte auf die Lager wirken, sind diese jeweils als Kugelrollenlager mit zur Läuferachse parallelen Kugelrollenachsen ausgebildet. Diese Kugelrollenlager sind vorwiegend für die Aufnahme von Radiallasten ausgelegt, können jedoch auch die bei Elektromaschinen in bestimmten Anwendungsfällen zu erwartenden geringen Axiallasten aufnehmen.Since in electric machines for motor vehicles generally no or only small axial forces act on the bearings, they are each formed as a ball roller bearing with parallel to the rotor axis ball roller axles. These ball roller bearings are designed primarily for the absorption of radial loads, but can also absorb the expected in electric machines in certain applications low axial loads.
Wie bereits weiter vorne angedeutet wurde, kann der durch den Wegfall der seitlichen Kugelkappen der Wälzkörper gewonnene Raum zwischen dem äußeren und dem inneren Lagerring in unterschiedlicher Weise genutzt werden. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dieser Raum zur Vergrößerung des Volumens für die Aufnahme eines Schmierfettdepots genutzt wird. Die Vergrößerung des Volumens entspricht im Wesentlichen dem Volumen der weggefallenen Kugelkappen. Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der durch den Wegfall der seitlichen Kugelkappen der Wälzkörper gewonnene Raum zwischen dem äußeren und dem inneren Lagerring zur axialen Vergrößerung von diesen Raum axial abschließenden Dichtringen genutzt wird. Da die bei herkömmlichen bei Kugellagern verbaubaren Dichtringe üblicherweise sehr schmal sind, sind sie gelegentlich den hohen Ansprüchen an die Dichthaltung der Lager kaum gewachsen. Der gewonnene Raum ermöglicht es, die Dichtringe stärker auszubilden und ihre Dichtwirkung dauerhaft zu verbessern.As already indicated earlier, the space between the outer and inner bearing rings obtained by eliminating the lateral spherical caps of the rolling elements can be used in different ways. According to one embodiment of the invention it is provided that this space is used to increase the volume for receiving a grease deposit. The increase in the volume essentially corresponds to the volume of the dropped ball caps. Another embodiment of the invention provides that the space obtained by the elimination of the lateral spherical caps of the rolling elements space between the outer and the inner bearing ring is used for the axial enlargement of this space axially final sealing rings. Since the conventional in ball bearings can be installed sealing rings are usually very narrow, they are occasionally hardly able to cope with the high demands on the tightness of the bearings. The space gained makes it possible to form the sealing rings stronger and to improve their sealing effect permanently.
Die Erfindung bietet auch die Möglichkeit, den durch den Wegfall der seitlichen Kugelkappen der Wälzkörper gewonnenen Raum zur axialen Verkürzung des Kugellagers zu nutzen. Die mögliche Verkürzung des Lagers entspricht im Wesentlichen der zweifachen Höhe der weggefallenen Kugelkappen.The invention also offers the possibility to use the space obtained by the elimination of the lateral spherical caps of the rolling elements for the axial shortening of the ball bearing. The possible shortening of the bearing corresponds essentially to twice the height of the dropped ball caps.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung wird auch darin gesehen, dass der durch den Wegfall seitlicher Kugelkappen der Wälzkörper gewonnene Raum bei gleich bleibender axialer Abmessung des Lagers zur Vergrößerung des Kugelrollendurchmessers und damit zur Verbesserung der Tragzahl des Lagers genutzt werden kann.Another advantage of the invention is also seen in the fact that the space obtained by the elimination of lateral spherical caps of the rolling elements can be used with a constant axial dimension of the bearing to increase the ball roller diameter and thus to improve the load rating of the bearing.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die vorne beschriebenen Merkmale miteinander zu kombinieren, indem beispielsweise der durch den Wegfall der Kugelkappen gewonnene Raum teilweise zur Verkürzung des Lagers und teilweise zur Vergrößerung des Schmierfettdepots genutzt wird.Of course, it is also possible to combine the features described above with each other, for example, by the space obtained by the omission of the spherical caps is partially used to shorten the camp and partly to increase the grease reservoir.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show:
Figur 1 in einem Längsschnitt eine Elektromaschine mit einem in Achsrichtung vor und hinter dem Läufer angeordneten Lager, und Figur 2 einen Ausschnitt einer Lageranordnung etwa gemäß Figur 1 mit unterschiedlichen Wälzkörpern.Figure 1 shows a longitudinal section of an electric machine with an axially in front of and behind the rotor arranged bearings, and Figure 2 shows a detail of a bearing assembly approximately according to Figure 1 with different rolling elements.
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die in Figur 1 gezeigte Elektromaschine 2, beispielsweise ein Generator oder ein Elektromotor eines Kraftfahrzeuges, umfasst eine über eine Riemenscheibe 4 drehangetriebene Welle 6, auf der ein Läufer 8 drehfest angeordnet ist. Die Welle 6 ist über ein in Richtung der Läuferachse 18 vor dem Läufer 8 angeordnetes erstes, größeres Kugelrollenlager 10 und ein hinter dem Läufer 8 angeordnetes zweites, kleineres Kugelrollenlager 12 drehbar in einem Gehäuse 14 gelagert. Die beiden Kugelrollenlager 10, 12 weisen jeweils einen drehfest im Gehäuse 14 befestigten äußeren Lagerring 11 und einen mit der drehbaren Welle 6 fest verbundenen inneren Lagerring 13 auf, zwischen denen in jeweils einem Käfig 17 gehaltene Kugelrollen 1 1 angeordnet sind. In dem Gehäuse 14 ist zudem ein mit dem Läufer 8 zusammenwirkender Stator 16 angeordnet und dort befestigt.The electric machine 2 shown in FIG. 1, for example a generator or an electric motor of a motor vehicle, comprises a shaft 6 which is rotationally driven via a belt pulley 4 and on which a rotor 8 is arranged in a rotationally fixed manner. The shaft 6 is mounted rotatably in a housing 14 via a first, larger ball roller bearing 10 arranged in the direction of the rotor axis 18 in front of the rotor 8 and a second, smaller ball roller bearing 12 arranged behind the rotor 8. The two ball roller bearings 10, 12 each have a non-rotatably mounted in the housing 14 outer bearing ring 11 and a rotatably connected to the rotatable shaft 6 inner bearing ring 13, between which held in a cage 17 ball rollers 1 1 are arranged. In the housing 14, a cooperating with the rotor 8 stator 16 is also arranged and fixed there.
Figur 1 zeigt ein Beispiel dafür, dass der durch den Wegfall der seitlichen Kugelkappen der Wälzkörper 15 gewonnene Raum zwischen dem äußeren Lagerring 11 und dem inneren Lagerring 13 zur Vergrößerung des Volumens für die Aufnahme eins Schmierfettdepots genutzt wird, wobei die axialen Abmessungen des Lagers 10, 12 gegenüber einem Lager mit vollkugeligen Wälzkör- pern unverändert sind.FIG. 1 shows an example of the fact that the space between the outer bearing ring 11 and the inner bearing ring 13 obtained by eliminating the lateral spherical caps of the rolling elements 15 is used to increase the volume for receiving a grease deposit, the axial dimensions of the bearing 10, 12 are unchanged relative to a bearing with vollkugeligen Wälzkör- pern.
Stattdessen besteht auch die Möglichkeit, die axiale Breite des Lagers 10, 12 um den Betrag der zweifachen Höhe der weggefallenen Kugelkappen axial zu kürzen, wie nicht näher dargestellt zu werden braucht. Eine andere Möglichkeit ist es, Kugelrollen mit einer dem Durchmesser der konventionell kugeligen Wälzkörper entsprechenden axialen Breite zu verwenden, die dann einen entsprechend größeren Kugelrollendurchmesser und damit eine verbesserte Tragzahl haben. Figur 2 zeigt einen Vergleich zwischen einem herkömmlichen Kugellager und einem Kugelrollenlager gleicher axialer Lagerbreite b. Das im unteren Teil der Figur 2 dargestellte Lager 20 ist mit vollkugelig ausgebildeten Wälzkörpern 22 ausgestattet. Wie zu erkennen ist, ist der zwischen den Lagerringen 24 und 26 befindliche, durch die Dichtungen 28 und 30 axial abgedichtete Raum und damit das Volumen des darin unterbringbaren Schmierfettdepots relativ klein, so dass sich eine entsprechend geringe Auslegungslebensdauer dieses Lagers ergibt.Instead, it is also possible to reduce the axial width of the bearing 10, 12 axially by the amount of twice the height of the dropped ball caps, as need not be shown in more detail. Another possibility is to use ball rollers with a diameter corresponding to the conventional spherical rolling elements corresponding axial width, which then have a correspondingly larger ball roller diameter and thus an improved load rating. Figure 2 shows a comparison between a conventional ball bearing and a ball roller bearing same axial bearing width b. The bearing 20 shown in the lower part of Figure 2 is equipped with vollkugelig trained rolling elements 22. As can be seen, between the bearing rings 24 and 26 located, by the seals 28 and 30 axially sealed space and thus the volume of the accommodated therein grease deposit is relatively small, so that there is a correspondingly low design life of this camp.
Lässt man die in der Figur 2, unten schraffiert dargestellten Kugelkappen 32 und 34 wegfallen, so ergibt sich das in Figur 2 oben dargestellte Kugelrollenlager 36, dessen zwischen den Lagerringen 38 und 40 befindlicher, durch die Dichtringe 42 und 44 nach außen abgedichteter Raum erheblich größer ist, so dass dieser ein entsprechend größeres Schmierfettdepot aufnehmen kann. Wie bereits weiter vorne beschrieben wurde, kann der durch den Wegfall der Kugelkappen 32, 34 gewonnene Raum auch zur Verstärkung der Dichtringe 42 und 44, zur axialen Verkürzung des Lagers oder zur Vergrößerung des Durchmessers der Kugelrollen 46 und damit zur Verbesserung der Tragzahl genutzt werden. Leaving the spherical caps 32 and 34 shown in FIG. 2, hatched at the bottom, results in the ball roller bearing 36 shown in FIG. 2 above, whose space between the bearing rings 38 and 40, which is sealed outwardly by the sealing rings 42 and 44, is considerably larger is, so that this can accommodate a correspondingly larger grease deposit. As has already been described above, the space obtained by eliminating the spherical caps 32, 34 can also be used to reinforce the sealing rings 42 and 44, to shorten the bearing axially or to increase the diameter of the ball rollers 46 and thus to improve the load capacity.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
2 Elektromaschine2 electric machine
4 Riemenscheibe4 pulley
6 Welle6 wave
8 Läufer8 runners
10 Kugelrollenlager10 ball roller bearings
11 Lagerring11 bearing ring
12 Kugelrollenlager12 ball roller bearings
13 Lagerring13 bearing ring
14 Gehäuse14 housing
15 Kugelrolle15 ball roller
16 Stator16 stator
17 Käfig17 cage
18 Läuferachse18 rotor axle
20 Unteres Lager20 lower bearing
22 Wälzkörper22 rolling elements
24 Lagerring24 bearing ring
26 Lagerring26 bearing ring
28 Dichtung28 seal
30 Dichtung30 seal
32 Kugel kappe32 ball cap
34 Kugel kappe34 ball cap
36 Kugelrollenlager36 ball roller bearings
38 Lagerring38 bearing ring
40 Lagerring40 bearing ring
42 Dichtring42 sealing ring
44 Dichtring44 sealing ring
46 Kugelrolle b Lagerbreite 46 Ball roller b Bearing width

Claims

Patentansprüche claims
1. Lageranordnung für eine schnell drehende Elektromaschine (2), umfassend je ein in Achsrichtung vor und hinter dem Läufer (8) der Elektroma- schine angeordnetes Wälzlager (10, 12, 36), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Wälzlager als Kugelrollenlager (10, 12, 36) ausgebildet ist, dessen Wälzkörper (15, 46) gegenüber der Kugelform seitlich abgeflachte, zueinander parallele Stirnflächen aufweisen.1. Bearing arrangement for a high-speed electric machine (2), each comprising a in the axial direction in front of and behind the rotor (8) of the electric machine arranged rolling bearing (10, 12, 36), characterized in that at least one of the rolling bearings as ball roller bearings ( 10, 12, 36) is formed, the rolling elements (15, 46) with respect to the spherical shape laterally flattened, mutually parallel end faces.
2. Lageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass beide Wälzlager als Kugelrollenlager (10, 12, 36) ausgebildet sind.2. Bearing arrangement according to claim 1, characterized in that both rolling bearings are designed as ball roller bearings (10, 12, 36).
3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Kugelrollenlager (10, 12, 36) als Kugelrollenlager mit zur Läufer- achse (18) parallelen Kugelrollenachsen ausgebildet ist.3. Bearing arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that each of the ball roller bearings (10, 12, 36) is designed as a ball roller bearing with the rotor axis (18) parallel ball roller axles.
4. Lageranordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Wegfall der seitlichen Kugelkappen (32, 34) der konventionellen Wälzkörper (22) gewonnene Raum zwischen dem äußeren und dem inneren Lagerring (24, 26; 38, 40) ein vergrößertes4. Bearing arrangement according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the by the elimination of the lateral spherical caps (32, 34) of the conventional rolling elements (22) obtained space between the outer and the inner bearing ring (24, 26, 38, 40) an enlarged
Volumen zur Aufnahme eines Schmierfettdepots bildet.Volume for receiving a grease deposit forms.
5. Lageranordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Wegfall der seitlichen Kugelkappen (32, 34) der konventionellen Wälzkörper (22) gewonnene Raum zwischen dem äußeren und dem inneren Lagerring (24, 26; 38, 40) zur Aufnahme von diesen Raum abschließenden, axial vergrößerten Dichtringen (42, 44) nutzbar ist.5. Bearing arrangement according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the by the elimination of the lateral spherical caps (32, 34) of the conventional rolling elements (22) obtained space between the outer and the inner bearing ring (24, 26; 40) for receiving this space final, axially enlarged sealing rings (42, 44) is usable.
6. Lageranordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Wegfall der seitlichen Kugelkappen (32, 34) der konventionellen Wälzkörper (22) gewonnene Raum zwischen dem äußeren und dem inneren Lagerring (24, 26; 38, 40) zur axialen Ver- kürzung des Kugellagers (10, 12, 36) nutzbar ist.6. Bearing arrangement according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the by the elimination of the lateral spherical caps (32, 34) of the conventional rolling elements (22) obtained space between the outer and the inner bearing ring (24, 26, 38, 40) for axial shortening of the ball bearing (10, 12, 36) is usable.
7. Lageranordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Wegfall der seitlichen Kugelkappen (32, 34) der konventionellen Wälzkörper (22) gewonnene Raum zwischen dem äußeren und dem inneren Lagerring (24, 26; 38, 40) zur Vergrößerung des Kugelrollendurchmessers nutzbar ist. 7. Bearing arrangement according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the by the elimination of the lateral spherical caps (32, 34) of the conventional rolling elements (22) obtained space between the outer and the inner bearing ring (24, 26, 38, 40) can be used to increase the ball roller diameter.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1575587A1 (en) * 1965-07-01 1970-01-15 Nadella Needle or roller radial bearings
GB2298682A (en) * 1995-03-10 1996-09-11 Torrington Co Ball bearing and bearing ball therefor
DE19737045A1 (en) * 1997-08-26 1999-03-04 Fag Automobiltechnik Ag Support of electric motor
JP2003299299A (en) * 2002-04-02 2003-10-17 Nsk Ltd Rotor supporting structure for direct drive motor
US20050117827A1 (en) * 2002-01-11 2005-06-02 Nsk Ltd. Rolling bearing
US20050168085A1 (en) * 2004-01-29 2005-08-04 Denso Corporation Bearing device and AC generator for vehicles using the same
WO2006102863A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Schaeffler Kg Radial roller bearing, in particular a single-groove grooved ball bearing

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2816672A1 (en) * 1978-04-18 1979-10-31 Bosch Gmbh Robert Non-slip-ring type three=phase generator - has at least one rotor bearing arranged in stationary exciter core to dispense with bearing shield
DE4334195A1 (en) * 1993-10-07 1994-03-24 Geuer Mann Ernst Radial rolling bearing assembly - has ball discs between inner and outer rings inserted axially and turned to roll on rolling track

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1575587A1 (en) * 1965-07-01 1970-01-15 Nadella Needle or roller radial bearings
GB2298682A (en) * 1995-03-10 1996-09-11 Torrington Co Ball bearing and bearing ball therefor
DE19737045A1 (en) * 1997-08-26 1999-03-04 Fag Automobiltechnik Ag Support of electric motor
US20050117827A1 (en) * 2002-01-11 2005-06-02 Nsk Ltd. Rolling bearing
JP2003299299A (en) * 2002-04-02 2003-10-17 Nsk Ltd Rotor supporting structure for direct drive motor
US20050168085A1 (en) * 2004-01-29 2005-08-04 Denso Corporation Bearing device and AC generator for vehicles using the same
WO2006102863A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Schaeffler Kg Radial roller bearing, in particular a single-groove grooved ball bearing

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