DE102010001136B4

DE102010001136B4 - Elektromotor mit Nadellager

Info

Publication number: DE102010001136B4
Application number: DE102010001136.3A
Authority: DE
Inventors: Frank Richter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2030-01-23
Also published as: DE102010001136A1

Abstract

Elektromotor (30) mit einer endseitig in Bezug auf ein Polgehäuse (32) radial gelagerten Antriebswelle (31), wobei die Antriebswelle (31) mittels eines Nadellagers (10) mit einem äußeren Lagerring (11) und darin geführten nadelförmigen Lagerkörpern (12) gelagert ist, und das Nadellager (10) mittels eines Lagerbefestigungselements (14) an einer Gehäusewand (19) des Polgehäuses (32) anliegt und befestigt ist, wobei an einem axialen Lagerende das Lagerbefestigungselement (14) stofflich einstückig mit dem äußeren Lagerring (11) ausgebildet ist, wobei das Lagerbefestigungselement (14) aus einem quer zur Lagerachse (16) gerichteten Befestigungsflansch (17) gebildet ist, wobei das Nadellager (10) mittels des Lagerbefestigungselements (14) mittels einer Schweißbefestigung an der Gehäusewand (19) befestigt ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Elektromotor der ein Nadellager aufweist, mit einem äußeren Lagerring und darin geführten nadelförmigen Nadelkörpern nach dem unabhängigen Anspruch 1.
Es sind Elektromotoren mit Nadellager dieser Art bekannt mit einer Außenhülse, die zumindest auf einer Axialseite einen Bord aufweist. Derartige Nadellager können mit oder ohne inneren Lagerring ausgeführt sein. Bei gekapselter Ausführung ist der Innenring nicht trennbarer Bestandteil des Nadellagers. Bei ungekapselter Gestaltung ist eine Trennung möglich. Nadellager bekannter Art werden bei vielfältigen Lageraufgaben eingesetzt, u. a. auch bei einem Elektromotor zu Lagerung des im Inneren des Polgehäuses befindlichen Endes der Antriebswelle in Bezug auf das Polgehäuse. Derartige Polgehäuse sind bei vielen Anwendungen als tiefgezogener Poltopf ausgeführt, wobei im Bodenbereich des Polgehäuses durch entsprechende Formgebung der Gehäusewandung meist eine besondere Geometrie geformt ist, die zur Aufnahme eines Radiallagers, z. B. in Form eines Nadellagers, für die Lagerung der Antriebswelle gestaltet ist. Die Nadellager werden über den Außendurchmesser des äußeren Lagerringes mittels Übermaßpassung in den vorhandenen, in der Gehäusewand ausgebildeten Lagersitz eingepresst. Dies hat zur Folge, dass eine entsprechend exakt hergestellte Lagersitzgeometrie zur Aufnahme des Nadellagers zur Verfügung stehen muss. Die Gestaltung eines derartigen, gehäuseintegrierten Lagersitzes mit engen Toleranzen zur Aufnahme eines Nadellagers im Polgehäuse führt zu hohen Kosten hinsichtlich der Bauteile und zu hohen Werkzeugkosten aufgrund komplizierter Formwerkzeuge.
Mit der DE 10 2006 039 128 A1 ist eine elektrische Maschine bekannt geworden, bei der nadelartige Wälzkörper einer Motorwellenlagerung direkt in einen axialen Fortsatz des Polgehäuses eingesetzt sind. Axial sind die Wälzkörper durch eine Ringscheibe gesichert, die am Boden des Polgehäuses angeklipst ist.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Elektromotor mit dem Nadellager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass aufgrund des Lagerbefestigungselements das Nadellager ohne zusätzliche Teile und/oder Geometrien direkt an einer Gehäusewand od. dgl. befestigt werden kann. Bei der Befestigung ist eine genaue Einstellung des Nadellagers für eine koaxiale Achsausrichtung möglich. Aufgrund der direkten Befestigung des Nadellagers ist ein dauerhaft fester Lagersitz gewährleistet. Vor der Befestigung kann bei der Einstellung und Ausrichtung des Nadellagers entsprechenden baulichen Gegebenheiten Rechnung getragen werden. Vorteilhaft ist ferner, dass die Ausbildung des Lagerbefestigungselements bei der Herstellung des entsprechenden Lagerrings des Nadellagers kaum einen Mehraufwand bedeutet. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Elektromotors mit dem Nadellager zeigen sich unter anderem dann, wenn bei einem Elektromotor mit einer endseitig in Bezug auf ein Polgehäuse radial gelagerten Antriebswelle diese mittels eines erfindungsgemäßen Nadellagers gelagert ist, welches mittels des Lagerbefestigungselements an einer Gehäusewand des Polgehäuses anliegt und befestigt ist. Hierbei ist hinsichtlich des Polgehäuses ein in dieses integrierter aufwendiger Lagersitz entbehrlich. Das Polgehäuse wird dadurch einfacher in der Gestaltung und dadurch kostengünstiger. Auch werden die Kosten für die zur Herstellung des Polgehäuses benötigten Werkzeuge reduziert.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Elektromotors mit dem Nadellager möglich.
Figurenliste
Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Nadellagers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 einen schematischen Schnitt des Nadellagers in 1,
3 einen schematischen Schnitt etwa entsprechend demjenigen in 2 eines Nadellagers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
4 einen schematischen Schnitt eines Nadellagers gemäß 1 und 2, das an einer Gehäusewand befestigt ist,
5 einen schematischen Schnitt eines Nadellagers gemäß 3, das an einer Gehäusewand befestigt ist,
6 einen schematischen Schnitt eines Nadellagers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel an einer Gehäusewand,
7 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines Elektromotors mit einem Nadellager gemäß 4.

In den Zeichnungen ist jeweils ein Nadellager 10 gezeigt mit einem äußeren, hülsenförmigen Lagerring 11 und darin geführten nadelförmigen Lagerkörpern 12, die in einem nicht weiter gezeigten Käfig gehalten sind. Beim Einbau und bei Belastung sind die Lagerkörper 12 an der inneren Umfangsfläche 13 des äußeren Lagerringes 11 abgestützt. An einem axialen Lagerende des Nadellagers 10 ist ein mit dem äußeren Lagerring 11 stofflich einstückiges Lagerbefestigungselement 14 ausgebildet. Dieses ist einstückiger Bestandteil des äußeren Lagerringes 11 und aus dem Blech des Lagerringes 11 geformt. Der äußere Lagerring 11 ist zumindest an einem axialen Ende, an dem das Lagerbefestigungselement 14 vorgesehen ist, mit einem Bord 15 versehen. Der äußere Lagerring 11 ist unter Bildung dieses Bordes 15 und des an den Bord 15 anschließenden Lagerbefestigungselements 14 am einen axialen Lagerende umgeformt, wobei das Lagerbefestigungselement quer, insbesondere etwa rechtwinklig, zur Lagerachse 16 gerichtet ist und dabei als Befestigungsflansch 17 ausgebildet ist. Dieses Lagerbefestigungselement 14 in Gestalt des Befestigungsflansches 17 weist eine zumindest annähernd ebene Anlagefläche 18 zur Anlage an einer Gehäusewand 19 auf, an der das Nadellager 10 mittels des Lagerbefestigungselements 14 einstellbar befestigt werden kann. Bei dieser Befestigung kann eine Ausrichtung des Nadellagers und Feineinstellung der Befestigung erfolgen, um einer unerwünschten nicht koaxialen Ausrichtung der Lagerachse 16 entgegenzuwirken.
Das Lagerbefestigungselement 14 in Gestalt des Befestigungsflansches 17 ist zur Lagerbefestigung an einer Gehäusewand 19 ausgebildet, z. B. zur Schraub-, Klebe-, Schweiß,- Löt-, Clips- oder Nietbefestigung oder dergleichen Befestigung, wobei nur die Schweißbefestigung unter den Schutzumfang fällt.
Beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2, 4 ist der Befestigungsflansch 11 durchgehend glatt und nicht durchbrochen. Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 3 und 5 weist der Befestigungsflansch 17 Durchgangslöcher 20 für durch diese greifende Befestigungsmittel 21 auf, die unterschiedlich gestaltet sein können.
In 4 ist gezeigt, dass das Nadellager 10 mittels des Befestigungsflansches 17 z. B. durch Schweißen unter Ausbildung von Schweißlinsen 22 an der Gehäusewand befestigt sein kann.
Bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Nadellagers 110 ist ein innerer Lagerring 109 vorhanden, wobei die nadelförmigen Lagerkörper 112 im radialen Ringspalt zwischen dem äußeren Lagerring 111 und dem inneren Lagerring 109 angeordnet und in einem Käfig 108 gehalten sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Lagerbefestigungselement 114 stofflich einstückiger Bestandteil des inneren Lagerringes 109. Bei dieser Befestigung des Nadellagers 110 mit dem am inneren Lagerring 109 sitzenden Befestigungsflansch 117 ist der innere Lagerring 109 undrehbar, während auf der äußeren Umfangsfläche des äußeren Lagerringes 111 ein nicht weiter gezeigtes Bauteil sitzen kann, welches mittels dieses Nadellagers 110 in Bezug auf die Gehäusewand 19 drehbar gelagert ist.
In 7 ist schematisch ein Elektromotor 30 gezeigt, der eine Antriebswelle 31 aufweist, die aus dem Polgehäuse 32 des Elektromotors 30 herausgeführt ist und mit ihrem anderen Ende in Bezug auf das Polgehäuse 32 mittels eines Nadellagers 10 beschriebener Art gelagert ist. Das Nadellager 10 ist so, wie in 4 gezeigt ist, mit dem Befestigungsflansch 17 an der Gehäusewand 19 des Polgehäuses 32 befestigt, wobei die Befestigung z. B. durch Schweißen unter Ausbildung von Schweißlinsen 22 geschieht. Der Befestigungsflansch 17 liegt mit seiner Anlagefläche 18 im wesentlichen plan an der Gehäusewand 19 an. Die Gehäusewand 19 des Polgehäuses 32 ist als glatt durchlaufende Fläche ausgebildet, die im Vergleich zu bekannten Lösungen von einem integrierten Lagersitz für das Nadellager 10 entkleidet ist. Dadurch, dass der Lagersitz für das Nadellager 10 nicht integrierter Bestandteil der Gehäusewand 19 des Polgehäuses 32 ist, sind die Kosten für das Polgehäuse 32 reduziert. Es ergeben sich für dessen Herstellung einfachere Werkzeuge für den Tiefziehvorgang und somit reduzierte Werkzeugkosten. Durch die Gestaltung des Nadellagers 10 ist dessen direkte Befestigung an der Gehäusewand 19 des Polgehäuses 32 ohne zusätzliche Teile und/oder Geometrien ermöglicht, wobei ein genauer Sitz bei der Befestigung des Nadellagers 10 eingestellt werden kann und dann ein fester Sitz des Nadellagers 10 gewährleistet ist. Vorteilhaft ist durch den Wegfall der Lagersitzgeometrie im Bereich der Gehäusewand 19 des Polgehäuses 32 auch, dass Bauraum, Rohmaterial und Gewicht am Erzeugnis selbst gespart werden. Das Polgehäuse 32 ist im Bodenbereich, bei der Gehäusewand 19, erheblich vereinfacht.
Wird eine stabilere Lagerung z. B. beim Elektromotor 30 für die Antriebswelle 31 im Bereich des Nadellagers 10 gewünscht, so kann dem dadurch Rechnung getragen werden, dass die Blechdicke des äußeren Lagerringes 11 des Nadellagers 10 gegenüber der Standardausführung entsprechend erhöht wird und/oder so ausgelegt bzw. eingestellt wird, dass das Nadellager 10 bei überhöhten Lagerkräften in Grenzen diese durch Verformung aufnehmen kann, um Beschädigungen z. B. der Antriebswelle 31 und sonstiger Lager durch Überlastung am gesamten Erzeugnis vorzubeugen.

Claims

Elektromotor (30) mit einer endseitig in Bezug auf ein Polgehäuse (32) radial gelagerten Antriebswelle (31), wobei die Antriebswelle (31) mittels eines Nadellagers (10) mit einem äußeren Lagerring (11) und darin geführten nadelförmigen Lagerkörpern (12) gelagert ist, und das Nadellager (10) mittels eines Lagerbefestigungselements (14) an einer Gehäusewand (19) des Polgehäuses (32) anliegt und befestigt ist, wobei an einem axialen Lagerende das Lagerbefestigungselement (14) stofflich einstückig mit dem äußeren Lagerring (11) ausgebildet ist, wobei das Lagerbefestigungselement (14) aus einem quer zur Lagerachse (16) gerichteten Befestigungsflansch (17) gebildet ist, wobei das Nadellager (10) mittels des Lagerbefestigungselements (14) mittels einer Schweißbefestigung an der Gehäusewand (19) befestigt ist.
Elektromotor (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Lagerring (11) unter Bildung eines Bordes (15) und des an den Bord (15) anschließenden Lagerbefestigungselements (14) an einem axialen Lagerende umgeformt ist.
Elektromotor (30) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerbefestigungselement (14) eine zumindest annähernd ebene Anlagefläche (18) zur Anlage an der Gehäusewand (19) aufweist.
Elektromotor (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerbefestigungselement (14) Durchgangslöcher (20) für durch diese greifende Befestigungsmittel (21) aufweist.
Elektromotor (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand (19) als glatt durchlaufende Fläche ausgebildet ist.
Elektromotor (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsflansch (17) mit seiner Anlagefläche (18) im wesentlichen plan an der Gehäusewand (19) anliegt.
Elektromotor (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsflansch (17) unter Ausbildung von Schweißlinsen (22) an der Gehäusewand (19) befestigt ist.