DE102007045445A1

DE102007045445A1 - Lagerschmieraufbau einer Motoreinrichtung mit unmittelbarem Antriebsmoment

Info

Publication number: DE102007045445A1
Application number: DE200710045445
Authority: DE
Inventors: Chih-Hsien Chao; Fu-Yuan Cheng
Original assignee: Hiwin Mikrosystem Corp
Current assignee: Hiwin Mikrosystem Corp
Priority date: 2007-09-24
Filing date: 2007-09-24
Publication date: 2009-04-09

Abstract

Lagerschmierbau einer Motoreinrichtung mit unmittelbarem Antriebsmoment, bei dem ein Direktantriebsdrehmomentmotor, eine Lagerbaugruppe und ein Hauptkörper durch den Vorschub einer Stellmutter auf der Hauptwelle befestigt und positioniert sind. Die Lagerbaugruppe weist ein Hilfsrollenlager auf, das anliegend an die Stelle zwischen der hinteren Abdeckung des Hauptkörpers, der Hauptwelle und der Stellmutter angeordnet ist. Die hintere Abdeckung ist mit einem Schmierkanal versehen, der zum Hilfsrollenlager geführt wird. Ein ringförmiger Schmierraum ist zwischen der hinteren Abdeckung und der Stellmutter ausgebildet, wobei ein Ölzuführelement an einer nach außen gerichteten Stelle des Schmierkanals angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine Lagerschmierung mit einer einfachen Konstruktion stattfinden. Außerdem können die Wartungskosten erheblich reduziert werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schmieraufbau für eine Motoreinrichtung mit unmittelbarem Antriebsmoment, insbesondere einen Lagerschmieraufbau einer Motoreinrichtung mit unmittelbarem Antriebsmoment.
Die herkömmliche Motoreinrichtung mit unmittelbarem Antriebsmoment wird zum Antrieb von mit einer Welle versehenen Anlagen, wie z. B. Automationsanlagen, Teilscheiben oder Werkzeugmaschinen, eingesetzt. Ganz unabhängig davon, wie sie gestaltet werden, ist es üblich, viele Lager zwischen dem Direktantriebsdrehmomentmotor und einer Hauptwelle vorzusehen, um eine einwandfreie Drehbewegung zwischen den beiden zu ermöglichen. Diese Maßnahme ist praktisch, aber weist noch die folgenden Nachteile auf.
Werden der Direktantriebsdrehmomentmotor und die Hauptwelle für einen bestimmten Zeitraum in Betrieb gesetzt, müssen die für die Drehbewegung zwischen dem Direktantriebsdrehmomentmotor und der Hauptwelle vorgesehenen Lager regelmäßig gewartet und geschmiert werden. Die Wartung der im Inneren des Mechanismus befindlichen Lager kann nur erfolgen, wenn der gesamte Mechanismus gründlich demontiert wird. Hierdurch ergibt sich die Erhöhung der Wartungskosten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lagerschmieraufbau einer Motoreinrichtung mit unmittelbarem Antriebsmoment zu schaffen, der der mit einer einfachen Konstruktion eine gründliche Lagerschmierung sowie eine erhebliche Herabsetzuung von Wartungskosten gestattet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Lagerschmieraufbau einer Motoreinrichtung mit unmittelbarem Antriebsmoment, der die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Gemäß der Erfindung werden ein Direktantriebsdrehmomentmotor, eine Lagerbaugruppe und ein Hauptkörper durch den Vorschub einer Stellmutter auf der Hauptwelle befestigt und positioniert. Die Lagerbaugruppe weist ein Hilfsrollenlager auf, das anliegend an die Stelle zwischen der hinteren Abdeckung des Hauptkörpers, der Hauptwelle und der Stellmutter angeordnet ist. Die hintere Abdeckung ist mit einem Schmierkanal versehen, der zum Hilfsrollenlager geführt wird. Ein ringförmiger Schmierraum ist zwischen der hinteren Abdeckung und der Stellmutter ausgebildet, wobei ein Ölzuführelement an einer nach außen gerichteten Stelle des Schmierkanals angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine Lagerschmierung mit einer einfachen Konstruktion stattfinden. Außerdem können die Wartungskosten erheblich reduziert werden.
Hierzu ist darauf hinzuweisen, dass das Hilfsrollenlager mit schräg ausgeführten Rollen versehen ist, wobei die beiden benachbarten Seiten anliegend an einer Stelle zwischen der hinteren Abdeckung des Hauptkörpers, der Hauptwelle und der Stellmutter angeordnet sind. Der Schmierkanal wird zu beiden benachbarten Belastungsseiten des Hilfsrollenlagers geführt. Am hinteren Ende des Schmierkanals ist eine nach außen geöffnete Luftaustrittsöffnung ausgebildet, die U-förmig ausgeführt ist, um das Eindringen von Wasser ins Innere zu verhindern. Mit der Luftaustrittsöffnung erfolgt eine praktische Beobachtung des Ölfüllzustands. Das heißt, dass man von außen beobachten kann, ob das Öl aus der Luftaustrittsöffnung heraustritt.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, dass ein Bremselement zwischen dem Hauptkörper und der Hauptwelle vorgesehen ist, während sich ein Kühlelement im Inneren des Hauptkörpers befindet, um den Drehmomentmotor abzukühlen. Außerdem wird ein Positionserkennungselement im Inneren des Hauptkörpers vorgesehen, um die Erfassung der Drehlageveränderung der Hauptwelle zu bewirken. Das oben erwähnte Bremselement kann in einem Druckzylinder zwischen dem Hauptkörper und der Hauptwelle vorgesehen sein. Unter Einbringen von Druck in den Hauptkörper wird die Hauptwelle von dem Druckzylinder gedrückt, wodurch die Bremswirkung erzielt wird.
Dabei ist noch nennenswert, dass das Hilfsrollenlager gleichzeitig gegen die hintere Abdeckung des Hauptkörpers, die Hauptwelle und die Stellmutter anliegt. Erfindungsgemäß wird daher so gestaltet, dass nur das Hilfsrollenlager geschmiert wird. Darüber hinaus stellen die Anzahl und Position der Lager und Lagersitze zwischen dem Hauptkörper und der Hauptwelle keine wesentlichen Merkmale der Erfindung dar. Das heißt, dass sie je nach Anwendungsfällen variierbar sind.
Im Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Konstruktion;
2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Konstruktion; und
3 einen vergrößerten Ausschnitt aus 2.
Wie aus den 1 bis 3 ersichtlich, weist ein erfindungsgemäßer Lagerschmieraufbau einer Motoreinrichtung mit unmittelbarem Antriebsmoment eine Hauptwelle 20, ein Bremselement 30, eine Lagerbaugruppe 40, einen Direktantriebsdrehmomentmotor 50, einen Hauptkörper 60, ein Ölzuführelement A, ein Positionserkennungselement 70 und eine Stellmutter 80 auf. Deren Konfiguration wird im folgenden Text beschrieben.
Der Umfang der Hauptwelle 20 verjüngt sich von einem Ende zu einem anderen Ende, und zwar derart, dass eine erste Stufe 21, eine zweite Stufe 22, eine dritte Stufe 23, eine vierte Stufe 24 und ein Außengewindeabschnitt 25 entstehen, wobei der Außengewindeabschnitt 25 an einem Endabschnitt der Hauptwelle 20 ausgebildet ist.
Die Bremsvorrichtung 30 ist innen angepasst an die erste Stufe 21 der Hauptwelle 20 ausgebildet und außen mit einem Positionierabschnitt 31 versehen.
Die Lagerbaugruppe 40 umfasst eine erste Öldichtung 41, ein Hauptlager 42, eine zweite Öldichtung 43 und ein Hilfsrollenlager 44, wobei die erste Öldichtung 41 zwischen dem Bremselement 30 und der Hauptwelle 20 vorgesehen ist. Das Hauptlager 42 ist an der zweiten Stufe 22 der Hauptwelle 20 angebracht und gegen das Bremselement 30 drückbar, während die zweite Öldichtung 43 auf der dritten Stufe 23 der Hauptwelle 20 positioniert ist. Das Hilfsrollenlager 44 ist mit schräg ausgeführten Rollen versehen, wobei das Hilfsrollenlager 44 auf der vierten Stufe 24 sitzt und gegen die zweite Öldichtung 43 anliegt.
Der Direktantriebsdrehmomentmotor 50 ist aus einem Rotorbefestigungssitz 51, einer Rotoröldichtung 52, einem Motorrotor 53, einem Motorstator 54 und einem Motorkühlsitz 55 zusammengesetzt. Der Rotorbefestigungssitz 51 liegt zur Positionierung gegen das Hauptlager 42 der Lagerbaugruppe 40 an, wobei die Rotoröldichtung 52 und der Motorrotor 53 an der Außenseite des Rotorbefestigungssitzes 51 befestigt sind. Der Motorstator 54 befindet sich im Inneren des Motorkühlsitzes 55 und sitzt außen auf dem Motorrotor 53.
Der Hauptkörper 60 umfasst ein Gehäuse 61, eine mit diesem verbundene, hintere Abdeckung 62 und eine Öldichtung 63 für die hintere Abdeckung, wobei der Positionierabschnitt 31 des Bremselements 30 an einem Ende des Hauptkörpers 60 befestigt ist. Das Hauptlager 42 der Lagerbaugruppe 40 ist zur Positionierung zwischen dem Hauptkörper 60 und der Hauptwelle 20 vorgesehen, während die hintere Abdeckung 62 außen an der zweiten Öldichtung 43 und am Hilfsrollenlager 44 der Lagerbaugruppe 40 angebracht ist. Die Öldichtung 63 für die hintere Abdeckung ist an der Innenseite des hinteren Endes der hinteren Abdeckung 62 des Hauptkörpers 60 angeordnet. Das Gehäuse 61 befindet sich an der äußersten Seite, um die oben erwähnten Bauelemente zu unterbringen. Außerdem dient das Gehäuse 61 der Befestigung des Motorkühlsitzes 55 des Direktantriebsdrehmomentmotors 50. In der hinteren Abdeckung 62 ist wenigstens ein Schmierkanal 621 ausgebildet, der eine Ölzuführbahn 6211, eine erste Schmierbahn 6212, eine zweite Schmierbahn 6213 und ein dichtendes Schraubelement 6214 umfasst. Das dichtende Schraubelement 6214 dient der Abdichtung der bei der Herstellung erforderlichen Öffnung und wird hier nicht näher erläutert. Die Ölzuführbahn 6211, die erste Schmierbahn 6212 und die zweite Schmierbahn 6213 münden ineinander, und wobei die Ölzuführbahn 6211 nach außen geöffnet und mit einem Innengewinde B versehen ist. Die erste Schmierbahn 6212 grenzt an die Oberfläche einer Seite des Hilfsrollenlagers 44 der Lagerbaugruppe 40 an, während die zweite Schmierbahn 6213 des Hauptkörpers 60 an die Oberfläche einer anderen Seite des Hilfsrollenlagers 44 angrenzt. Am hinteren Ende des Schmierkanals 621 ist eine nach außen geöffnete Luftaustrittsöffnung 6215 ausgebildet, die U-förmig ausgeführt ist, um das Eindringen von Wasser zu verhindern.
Das Ölzuführelement A ist in das Innengewinde B der Ölzuführbahn 6211 des Hauptkörpers 60 eingeschraubt.
Das Positionserkennungselement 70 ist an der hinteren Abdeckung 62 des Hauptkörpers 60 befestigt und sorgt für die Erfassung der Drehlageveränderung der Hauptwelle 20.
Die Stellmutter 80 ist an dem an einem Endabschnitt der Hauptwelle 20 ausgebildeten Außengewindeabschnitt 25 anschraubbar, befindet sich im Inneren der Öldichtung 63 des Hauptkörpers 60 und kommt mit ihrem Vorschub zur Anlage gegen das Hilfsrollenlager 44 der Lagerbaugruppe 40. Die Stellmutter 80 ist angepasst an die ausgesparte Oberfläche des Hilfsrollenlagers 44 mit einem ringförmigen Schmierraum 81 versehen, wobei die zweite Schmierbahn 6213 des Hauptkörpers 60 an den ringförmigen Schmierraum 81 angrenzt.
Der Umfang der Hauptwelle 20 verjüngt sich von einem Ende zu einem anderen Ende, und zwar derart, dass eine erste Stufe 21, eine zweite Stufe 22, eine dritte Stufe 23, eine vierte Stufe 24 und ein Außengewindeabschnitt 25 entstehen, wobei der Außengewindeabschnitt 25 an einem Endabschnitt der Hauptwelle 20 ausgebildet ist. Unter Verwendung der Lagerbaugruppe 40 werden das Bremselement 30, der Direktantriebsdrehmomentmotor 50 und der Hauptkörper 60 von einer Seite an den jeweiligen Stufen der Hauptwelle 20 angeordnet, woraufhin die Stellmutter 80 an dem am Außenabschnitt der Hauptwelle 20 ausgebildeten Außengewindeabschnitt 25 angeschraubt wird und somit gegen das Hilfsrollenlager 44 der Lagerbaugruppe 40 zur Anlage kommt.
Daher kann die Stellmutter 80 nach vorne gegen das Hilfsrollenlager 44 gedrückt werden. Das Hilfsrollenlager 44 ist mit schräg ausgeführten Rollen versehen und gleichzeitig gegen die Hauptwelle 20 und die hintere Abdeckung 62 des Hauptkörpers 60 gedrückt. Außerdem können die Belastung und das Gewicht der auf der Hauptwelle 20 befindlichen Bauelemente optimal gestützt werden.
Unter Verwendung der ersten Schmierbahn 6212 und der zweiten Schmierbahn 6213 des Schmierkanals 621 der hinteren Abdeckung 62 wird eine gründliche Schmierung der Oberfläche des Hilfsrollenlagers 44 und des ringförmigen Schmierraums 81 gewährleistet. Mit dem ringförmigen Schmierraum 81, in dem sich das Öl befindet, wird eine verbesserte Schmierung erzielt.
Gemäß der Erfindung geschieht die Schmierung in der Weise, dass das Öl in das Ölzuführelement A eingefüllt wird, sodass das Öl über die Ölzuführbahn 6211 des Hauptkörpers 60 in die erste Schmierbahn 6212 und die zweite Schmierbahn 6213 eintritt. Beim Einspeisen von Öl kann man über die am hinteren Ende der ersten Schmierbahn 6212 befindliche Luftaustrittsöffnung 6215 den Zuführvorgang genau beobachten. Tritt das Öl aus der Luftaustrittsöffnung 6215 heraus, bedeutet es, dass die Ölzufuhr abgeschlossen wird. Der ringförmige Schmierraum 81 der Stellmutter 80 ist derart ausgebildet, dass die Oberfläche der Stellmutter 80 und des Hilfsrollenlagers 44 ausgespart ist.

20: Hauptwelle
21: erste Stufe
22: zweite Stufe
23: dritte Stufe
24: vierte Stufe
25: Außengewindeabschnitt
30: Bremselement
31: Positionierabschnitt
40: Lagerbaugruppe
41: erste Öldichtung
42: Hauptlager
43: zweite Öldichtung
44: Hilfsrollenlager
50: Direktantriebsdrehmomentmotor
51: Rotorbefestigungssitz
52: Rotoröldichtung
53: Motorrotor
54: Motorstator
55: Motorkühlsitz
60: Hauptkörper
61: Gehäuse
62: hintere Abdeckung
621: Schmierkanal
6211: Ölzuführbahn
6212: erste Schmierbahn
6213: zweite Schmierbahn
6214: dichtendes Schraubelement
6215: Luftaustrittsöffnung
B: Innengewinde
63: Öldichtung für die hintere Abdeckung
70: Positionserkennungselement
80: Stellmutter
81: ringförmiger Schmierraum
A: Ölzuführelement

Claims

Lagerschmieraufbau einer Motoreinrichtung mit unmittelbarem Antriebsmoment, aufweisend: einen Hauptkörper (60), der eine hintere Abdeckung (62) besitzt, in der wenigstens ein Schmierkanal (621) ausgebildet ist, der eine Ölzuführbahn (6211), eine erste Schmierbahn (6212) und eine zweite Schmierbahn (6213) umfasst, wobei die Ölzuführbahn (6211), die erste Schmierbahn (6212) und die zweite Schmierbahn (6213) ineinander münden, und wobei die Ölzuführbahn (6211) nach außen geöffnet ist; einen Direktantriebsdrehmomentmotor (50), der im Inneren des Hauptkörpers (60) vorgesehen ist; eine Hauptwelle (20), die im Direktantriebsdrehmomentmotor (50) vorgesehen und an die hintere Abdeckung (62) des Hauptkörpers (60) angepasst ist; eine Lagerbaugruppe (40), die zwischen der Hauptwelle (20), dem Direktantriebsdrehmomentmotor (50) und dem Hauptkörper (60) vorgesehen ist und ein Hilfsrollenlager (44) aufweist, das gegen die hintere Abdeckung (62) des Hauptkörpers (60) und die Hauptwelle (20) anliegt, und wobei die erste Schmierbahn (6212) des Schmierkanals (621) des Hauptkörpers (60) an die Oberfläche einer Seite des Hilfsrollenlagers (44) angrenzt, während die zweite Schmierbahn (6213) des Hauptkörpers (60) an die Oberfläche einer anderen Seite des Hilfsrollenlagers (44) angrenzt; ein Ölzuführelement (A), das an der Ölzuführbahn (6211) des Hauptkörpers (60) angebracht ist; und eine Stellmutter (80), die am hinteren Ende der Hauptwelle (20) anschraubbar ist und somit gegen das Hilfsrollenlager (44) der Lagerbaugruppe (40) zur Anlage kommt, wobei die Stellmutter (80) an einer dem Hilfsrollenlager (44) entsprechenden Stelle mit einem ringförmigen Schmierraum (81) versehen ist, und wobei die zweite Schmierbahn (6213) des Hauptkörpers (60) an den ringförmigen Schmierraum (81) angrenzt.
Lagerschmieraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsrollenlager (44) mit schräg ausgeführten Rollen versehen ist.
Lagerschmieraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Umfang der Hauptwelle (20) der Reihenfolge nach eine erste Stufe (21), eine zweite Stufe (22), eine dritte Stufe (23), eine vierte Stufe (24) und einen Außengewindeabschnitt (25) aufweist; – dass ein Bremselement (30) vorgesehen ist, dessen Innenseite an der ersten Stufe (21) der Hauptwelle (20) angebracht und dessen Außenseite mit einem Positionierabschnitt (31) versehen ist, und – dass die Lagerbaugruppe (40) eine erste Öldichtung (41), ein Hauptlager (42) und eine zweite Öldichtung (43) aufweist, wobei die erste Öldichtung (41) zwischen dem Bremselement (30) und der Hauptwelle (20) vorgesehen ist, während das Hauptlager (42) an der zweiten Stufe (22) der Hauptwelle (20) angebracht und zur Positionierung gegen das Bremselement (30) drückbar ist, während die zweite Öldichtung (43) auf der dritten Stufe (23) der Hauptwelle (20) positionierbar ist, und wobei das Hilfsrollenlager (44) auf der vierten Stufe (24) sitzt, wobei das Hilfsrollenlager (44) und die zweite Öldichtung (43) aneinander anliegen; und – dass der Direktantriebsdrehmomentmotor (50) aus einem Rotorbefestigungssitz (51), einer Rotoröldichtung (52), einem Motorrotor (53), einem Motorstator (54) und einem Motorkühlsitz (55) zusammensetzbar ist, wobei der Rotorbefestigungssitz (51) gegen das Hauptlager (42) der Lagerbaugruppe (40) anliegt, und wobei die Rotoröldichtung (52) und der Motorrotor (53) an der Außenseite des Rotorbefestigungssitzes (51) befestigt sind, und wobei der Motorstator (54) im Inneren des Motorkühlsitzes (55) vorgesehen und außen auf dem Motorrotor (53) montiert ist; – dass der Hauptkörper (60) ein Gehäuse (61) und eine Öldichtung (63) für die hintere Abdeckung aufweist, wobei das Gehäuse (61) und die hintere Abdeckung (62) fest miteinander verbunden sind, wobei der Positionierabschnitt (31) des Bremselements (30) an einem Ende des Hauptkörpers (60) befestigt ist, und wobei das Hauptlager (42) der Lagerbaugruppe (40) zur Positionierung zwischen dem Hauptkörper (60) und der Hauptwelle (20) vorgesehen ist, während die hintere Abdeckung (62) außen an der zweiten Öldichtung (43) und am Hilfsrollenlager (44) der Lagerbaugruppe (40) angebracht ist, und wobei die Öldichtung (63) für die hintere Abdeckung an der Innenseite des hinteren Endes der hinteren Abdeckung (62) angeordnet ist, und wobei sich das Gehäuse (61) an der äußersten Seite befindet, um die oben erwähnten Bauelemente zu unterbringen, und wobei das Gehäuse (61) der Befestigung des Motorkühlsitzes (55) des Direktantriebsdrehmomentmotors (50) dient; und – dass ein Positionserkennungselement (70) vorgesehen ist, das sich auf der hinteren Abdeckung (62) des Hauptkörpers (60) befindet und für die Erfassung der Drehlageveränderung der Hauptwelle (20) sorgt.
Lagerschmieraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierkanal (621) des Hauptkörpers (60) zur einfachen Herstellung mit einer Mehrzahl von Öffnungen versehen ist, die von Schraubelementen schließbar sind.
Lagerschmieraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine nach außen geöffnete Luftaustrittsöffnung (6215) am hinteren Ende des Schmierkanals (621) des Hauptkörpers (60) ausgebildet ist.
Lagerschmieraufbau nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaustrittsöffnung (6215) U-förmig ausgebildet ist, um das Eindringen von Wasser zu verhindern.
Lagerschmieraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Schmierraum (81) der Stellmutter (80) derart ausgebildet ist, dass die Oberfläche der Stellmutter (80) ausgespart ist.
Lagerschmieraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Schmierraum (81) der Stellmutter (80) derart ausgebildet ist, dass die Oberfläche der Stellmutter (80) und des Hilfsrollenlagers (44) ausgespart ist.