DE102010030774A1 - Electric machine for transmitting axial force, has rolling bearing for receiving axial forces, and welded joint provided between rolling bearing and housing and/or between rolling bearing and shaft, where housing comprises collet - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine.The present invention relates to an electric machine.
Beim Stand der Technik werden bei permanent erregten elektrischen Maschinen zur Übertragung von Axialkräften üblicherweise Wälzlager eingesetzt, die axial auf einer Welle und/oder in einem Gehäuse formschlüssig oder kraftschlüssig fixiert bzw. gesichert sind. Die herkömmlichen Verbindungsarten erfordern hierbei entweder aufwendige Prozessschritte, die den Fertigungsfluss zeitlich verlängern bzw. unterbrechen, oder zusätzliche Bauteile, die die Anzahl der Prozessschritte vergrößern und die Fertigungskosten erhöhen.In the prior art rolling bearings are used in permanently energized electric machines for transmitting axial forces, which are fixed or secured axially on a shaft and / or in a housing positively or non-positively. The conventional types of connection require either complex process steps that extend or interrupt the production flow in time, or additional components that increase the number of process steps and increase the production costs.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine Schweißverbindung zwischen einem Wälzlager und einem Gehäuse und/oder eine Schweißverbindung zwischen dem Wälzlager und einer Welle vorgesehen ist. Hierdurch ist es möglich, auf einfache Weise eine kostengünstige Verbindung zwischen dem äußeren bzw. inneren Wälzlagerring und dem Gehäuse bzw. der Welle der elektrischen Maschine herzustellen, die Axialkräfte betriebssicher aufnehmen und abstützen kann. Dadurch ist eine zeiteffiziente und kontinuierliche Fertigung der elektrischen Maschine mit einer minimierten Anzahl von Bauteilen und Prozessschritten realisierbar.The electric machine according to the invention with the features of
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Schweißverbindung vollständig umlaufend ausgebildet. Hierdurch wird eine homogene Verbindung ohne undefinierte Spannungszustände erreicht.According to a preferred embodiment of the invention, the weld is formed completely circumferential. This achieves a homogeneous connection without undefined stress states.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Schweißverbindung einmal oder mehrmals unterbrochen ausgebildet. Hierdurch ist eine Fertigung mit minimiertem Energieeintrag und kürzeren Taktzeiten ohne Einschränkungen der Festigkeit realisierbar. Ferner können umfangsseitig auch nur einzelne Schweißpunkte vorgesehen werden, die für die vorgesehene Festigkeit sowie Dauerhaltbarkeit der Verbindung ausreichen.In a further advantageous embodiment of the invention, the welded connection is interrupted once or several times. As a result, a production with minimized energy input and shorter cycle times without restrictions on the strength can be realized. Furthermore, only a few welding points can be provided on the circumference, which are sufficient for the intended strength and durability of the connection.
Vorzugsweise ist die Schweißverbindung an einer axialen Seite des Wälzlagers angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Schweißverbindung an einer radialen Seite des Wälzlagers angeordnet. Hierdurch ist auf einfache und kostengünstige Weise eine Fixierung eines inneren und/oder äußeren Wälzlagerrings insbesondere an der Stirnseite bzw. an der Mantelfläche des Gehäuses realisierbar.Preferably, the weld joint is disposed on an axial side of the rolling bearing. According to a preferred embodiment of the invention, the welded joint is arranged on a radial side of the rolling bearing. As a result, a fixation of an inner and / or outer rolling bearing ring can be realized in a simple and cost-effective manner, in particular on the end face or on the lateral surface of the housing.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Schweißverbindung durch das Gehäuse durchgeschweißt. Mittels eines ausreichenden Energieeintrags ist hierdurch eine betriebssichere Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Außenring des Wälzlagers ohne ein Verformen oder Verziehen des Gehäuses erreichbar.In a further advantageous embodiment of the invention, the welded connection is welded through the housing. By means of a sufficient energy input, a reliable connection between the housing and the outer ring of the rolling bearing can thereby be achieved without deforming or distorting the housing.
Vorzugsweise weist die Verbindung zumindest zwei parallele Schweißverbindungen auf. Durch eine Anordnung von zwei oder mehreren parallelen Schweißverbindungen wird eine zuverlässige Aufnahme auch von größeren axialen Kräften der elektrischen Maschine ermöglicht. Diese parallelen Schweißverbindungen können nicht nur vollständig umlaufend sondern auch einmal oder mehrmals unterbrochen oder punktförmig ausgebildet sein.Preferably, the connection has at least two parallel welded joints. An arrangement of two or more parallel welds a reliable recording is also possible by larger axial forces of the electric machine. These parallel welds can be not only completely circumferential but also interrupted once or several times or punctiform.
Weiterhin bevorzugt ist die Schweißverbindung zwischen einem Innenring des Wälzlagers und der Welle und/oder zwischen einem Außenring des Wälzlagers und dem Gehäuse ausgebildet. Mittels der Schweißverbindung können mit minimalem Material-, Zeit- und Kostenaufwand somit Loslager von elektrischen Maschinen, bei denen ein Außenring mit dem Gehäuse oder ein Innenring mit der Welle verbunden ist, sowie Festlager ausbildet werden, bei denen der Außenring mit dem Gehäuse sowie der Innenring mit der Welle verbunden ist.Further preferably, the weld joint between an inner ring of the rolling bearing and the shaft and / or formed between an outer ring of the rolling bearing and the housing. By means of the welded joint can thus be formed with minimum material, time and cost movable bearings of electrical machines in which an outer ring to the housing or an inner ring with the shaft, and fixed bearings in which the outer ring with the housing and the inner ring connected to the shaft.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Schweißverbindung eine Laserschweißverbindung. Der Einsatz der Laserschweißverbindung ermöglicht ein kraftfreies Einfügen des Wälzlagers ohne den inneren und/oder äußeren Wälzlagerring abstützen zu müssen. Zudem wird die Festigkeit der Verbindung beim Laserschweißen sofort erreicht, so dass der nächste Prozessschritt der Fertigung der elektrischen Maschine ohne Zeitverzug oder Unterbrechung unmittelbar anschließend erfolgen kann.In a further advantageous embodiment of the invention, the welded connection is a laser welding connection. The use of the laser welding connection allows force-free insertion of the rolling bearing without having to support the inner and / or outer rolling bearing ring. In addition, the strength of the connection during laser welding is achieved immediately, so that the next process step of manufacturing the electric machine without delay or interruption can take place immediately thereafter.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine, das den Schritt des Anschweißens eines Wälzlagers an ein Gehäuse der elektrischen Maschine und/oder an eine Welle der elektrischen Maschine umfasst. Hierdurch kann zeit- und kostenoptimiert eine betriebssichere spielfreie Verbindung zwischen den Bauteilen hergestellt werden.Furthermore, the invention relates to a method for producing an electrical machine, comprising the step of welding a rolling bearing to a housing of the electric machine and / or to a shaft of the electric machine. As a result, time-and cost-optimized a reliable backlash-free connection between the components can be produced.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt der Schritt des Anschweißens durch einen Energieeintrag, insbesondere mittels eines Lasers, von außen durch das Gehäuse hindurch auf den Außenring des Wälzlagers. Hierdurch ist es möglich, das in das Gehäuse bereits eingefügte bzw. auf der Welle vormontierte Lager in einem einzigen Prozessschritt ohne komplizierte Vorrichtungen mit dem Gehäuse zu verbinden.According to a preferred embodiment of the method, the step of welding takes place by an energy input, in particular by means of a laser, from the outside through the housing on the outer ring of the bearing. This makes it possible to connect the already inserted into the housing or premounted on the shaft bearing in a single process step without complicated devices with the housing.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf
Die beiden Schweißverbindungen
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel sind, wie aus
Dadurch, dass sowohl der Innenring
Alternativ kann durch das stirnseitige bzw. axiale Verschweißen lediglich eines Lagerrings das Wälzlager
Ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel können die dritten, vierten, fünften und sechsten Schweißverbindungen
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine
Claims (12)
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