DE102010033205B4 - Motor - Google Patents

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Abstract

Motor, umfassend einen Ständer und einen drehbar an dem Ständer befestigten Läufer, wobei der Ständer ein Gehäuse (17) und eine Endkappe (11) umfasst, die an dem Gehäuse (17) befestigt ist, wobei der Läufer eine durch ein Lager (30), das durch die Endkappe (11) getragen wird, drehbar getragene Welle (12) aufweist,wobei das Lager (30) ein inneren Laufring (34), einen äußeren Laufring (31), zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring angeordnete Rollelemente (35) und einen Käfig (33) zum Halten der Rollelemente (35) umfasst; wobei die Endkappe (11) an eine äußere Umfangsoberfläche des äußeren Laufrings (31) angeformt ist;wobei eine Eingriffsnut (36) in der äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes (31) gebildet ist, wobei ein steifer Eingriffskranz (37) in der Eingriffsnut (36) angeordnet ist, wobei der Eingriffskranz (37) ein C-förmiger Kranz mit einer äußeren Kante, die aus der äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes (31) vorsteht, ist und in die Endkappe (11) eingebettet ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft ein automatisiertes Schaltgetriebe und insbesondere einen Elektromotor, der insbesondere zur Verwendung bei einem automatisierten Schaltgetriebe geeignet ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Aus der JP 2003- 284 293 A ist ein Elektromotor für eine elektrisch unterstützte Lenkung bekannt, wobei der Elektromotor einen Ständer und einen Läufer mit einer Welle aufweist, die durch ein Lager gelagert ist. Eine äußere Lagerschale des Lagers ist an einem als Endkappe ausgebildeten Bürstenhalter angeformt.
  • Aus der CN 1 921 265 A ist eine Lagerhaltestruktur für einen Elektromotor bekannt. Ein Lager lagert eine Ausgangswelle des Elektromotors. Das Lager hat einen an der Ausgangswelle montierten inneren Lagerring und einen an einer Lagerhalterung aufgestützten äußeren Lagerring. Die Lagerhalterung ist aus Kunststoff gebildet oder der Motor benötigt zur Installation eine Lücke zwischen dem Lager und der Lagerhalterung, so dass das Lager nicht in die Lagerhalterung eingepresst werden kann. Um dennoch ein Verdrehen des äußeren Lagerrings zu vermeiden ist ein C-förmiger Kranz zum drehfesten Befestigen des äußeren Lagerrings an der Lagerhalterung vorgesehen.
  • Aus der DE 195 24 953 A1 ist ein Elektromotor mit Ständer und Läufer bekannt, wobei eine Welle des Läufers mittels eines Lagers an einer eine Bürstenhalterung aufweisende Grundplatte gelagert ist. Der Elektromotor ist zum Antreiben einer Pumpe für eine Kraftfahrzeugbremsanlage ausgebildet.
  • Das Lager ist an der Außenseite der Grundplatte durch eine umlaufende Erhebung gehalten.
  • Aus der JP 2004- 162 858 A ist ein Lager mit einer Keilriemenscheibe aus Kunststoff bekannt. Um eine Verdrehung zwischen Keilriemenscheibe und Außenring des Lagers sicher zu verhindern, ist die Keilriemenscheibe mit einem Stift an dem Außenring gesichert.
  • Aus der US 2005 / 0 121 988 A1 ist eine Lichtmaschine für einen Verbrennungsmotor bekannt, bei der ein äußeres Gehäuse aus Spritzkunststoff gegossen ist, wobei ein Lager für einen Läufer in das Gehäuse eingebettet ist.
  • Aus der DE 103 36 562 A1 ist ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem automatisierten Schaltgetriebe bekannt. Es ist eine durch den Verbrennungsmotor angetriebene Hydraulikpumpe als Unterstützungsantrieb vorgesehen, der beim Schalten eine Zugkraftunterbrechung vermeidet oder verringert.
  • Ein Elektromotor weist normalerweise eine drehbare Welle auf, die zum Drehen ausgelegt ist, wenn der Motor unter Strom steht. Die Welle wird drehbar durch Lager getragen, die durch nicht drehbare Teile des Motors wie beispielsweise das Motorgehäuse und Endkappen getragen werden. Die Lager können ein Kugellager aufweisen, das einen inneren Laufring, einen äußeren Laufring und Kugeln, die zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring angeordnet sind, und einen Käfig zum Halten der Kugeln hat. Der innere Laufring sitzt in einem Presssitz an der Welle und der äußere Laufring sitzt in einem Presssitz in der Motorendkappe. Unter manchen Umständen jedoch können Verunreinigungen von außerhalb des Motors durch eine Lücke zwischen dem äußeren Laufring und der Endkappe in das Innere des Motors eindringen. Beispielsweise wird bei einem Elektromotor eines automatisierten Schaltgetriebes (im weiteren als AMT bezeichnet) manchmal durch Öltropfen, die von dem AMT durch Durchdringen zwischen dem Lager und der Endkappe in das Innere des Motors eindringen, ein Motorausfall verursacht.
  • Daher besteht das Bedürfnis nach einem Elektromotor mit einer verbesserten Abdichtung zwischen dem Lager und der Endkappe, insbesondere bei automatisierten Schaltgetrieben.
  • Darstellung der Erfindung
  • Die Erfindung schafft einen Elektromotor gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weiter wird ein mit einem derartigen Elektromotor versehenes automatisiertes Schaltgetriebe vorgeschlagen.
  • Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem Aspekt davon einen Motor mit einem Ständer und einem Läufer, der drehbar an dem Ständer befestigt ist, wobei der Ständer ein Gehäuse und eine Endkappe aufweist, die an dem Gehäuse befestigt ist, wobei der Läufer eine durch ein Lager drehbar getragene Welle aufweist, die durch die Endkappe gestützt wird, wobei das Lager einen inneren Laufring, einen äußeren Laufring, zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring angeordnete Rollelemente und einen Käfig zum Halten der Rollelemente aufweist, und wobei die Endkappe an eine äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes angeformt ist.
  • Vorzugsweise sitzt die Welle in einem Presssitz an dem inneren Laufring und ein ringförmiges Dichtelement ist an einem axialen Ende des Lagers zum Abdichten der Lücke zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring angeordnet.
  • Erfindungsgemäß ist eine Eingriffsnut in der äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes gebildet. Erfindungsgemäß ist ein starrer Eingriffskranz in der Eingriffsnut angeordnet, wobei eine äußere Kante des Eingriffskranzes aus der äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Laufrades hervorsteht und in der Endkappe eingebettet ist. Der Eingriffskranz ist als C-förmiger Kranz ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist die radiale Breite des Eingriffskranzes wenigstens zweimal so groß wie die radiale Tiefe der Eingriffsnut.
  • Vorzugsweise ist der Eingriffskranz ein elastischer C-förmiger Kranz aus Metall.
  • Vorzugsweise ist eine Dichtungsnut in einer inneren Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes oder einer äußeren Umfangsoberfläche des inneren Laufringes zum Aufnehmen des Dichtelementes gebildet.
  • Vorzugsweise ist nur ein Teil der äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes durch die Endkappe bedeckt.
  • Alternativ ist die gesamte äußere Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes durch die Endkappe bedeckt.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein automatisches manuelles Getriebe, das eine hydraulischen Pumpe und einem wie oben definierten Motor umfasst.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden rein beispielhaft mit Bezug auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen erörtert. In den Figuren sind identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Figur erscheinen, generell mit einem gleichen Bezugszeichen in all den Figuren, in denen sie erscheinen, bezeichnet. Dimensionen von Bauteilen und Merkmalen, die in den Figuren gezeigt sind, sind generell zur Übersichtlichkeit und Klarheit der Darstellung gewählt und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Die Figuren sind nachfolgend aufgelistet.
    • 1 ist eine Querschnittsansicht eines Elektromotors, wie er bei einem automatisierten Schaltgetriebe gemäß eines erläuternden Beispiels verwendet wird;
    • 2 ist eine Schnittansicht eines Lagers des Motors von 1;
    • 3 ist eine Schnittansicht des Lagers von 2 nach Entfernen von Dichtelementen;
    • 4 ist eine Ansicht einer Endkappe des Motors von 1, die die Verbindung zwischen der Endkappe, dem Lager und der Welle zeigt;
    • 5 ist eine Schnittansicht eines Motors gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 6 ist eine Schnittansicht des Lagers von 5; und
    • 7 ist eine schematische Darstellung eines automatisierten Schaltgetriebes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Detailbeschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • 7 zeigt ein automatisiertes Schaltgetriebe (Englisch: automated manuell transmission; nachfolgend als AMT bezeichnet) gemäß der vorliegenden Erfindung. Das AMT weist einen Motor 10 and eine Hydraulikpumpe 20 auf. Die Hydraulikpumpe 20 wird durch eine Welle 12 des Motors 10 direkt oder indirekt angetrieben. Der Motor 10 wird im Detail mit Bezug auf die 1 bis 6 beschrieben.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht eines Motors 10 gemäß eines erläuternden Beispiels. Bei dieser Ausführungsform ist der Motor 10 ein Permanentmagnetgleichstrommotor (Englisch: permanent magnet direct current, PMDC), der einen Ständer und einen drehbar an dem Ständer befestigten Läufer aufweist. Der Ständer weist ein Gehäuse 17, an einer inneren Oberfläche des Gehäuses befestigte Magnete 18, eine an einem axialen Ende des Gehäuses installierte Endkappe 11 und an dem Gehäuse 17 oder der Endkappe 11 installierte Bürstenhalter 19 auf. Der Läufer weist eine drehbare Welle 12, einen Läuferkern 15 und einen an der Welle 12 befestigten Kommutator 14 und Wicklungen 15 auf, die um Pole des Läuferkernes gewickelt und elektrisch mit Segmenten des Kommutators verbunden sind. Die Welle 12 wird drehbar durch ein an der Endkappe 11 befestigtes erstes Lager 30 und durch ein an einem geschlossenen Ende des Gehäuses 17 befestigtes zweites Lager getragen. Das erste Lager 30 ist ein Kugellager und das zweite Lager 13 ist eine Sinterbuchse. Ein Ende der Welle 12 erstreckt sich aus dem Motor durch das Lager 30, um eine Vorrichtung wie beispielsweise eine Hydraulikpumpe des AMT anzutreiben.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht des Lagers 30. Das Lager 30 weist einen äußeren Laufring 31, einen von dem äußeren Laufring 31 umgebenen inneren Laufring 34, Rollelemente in der Form von Kugeln 35, die zwischen dem äußeren Laufring 31 und dem inneren Laufring 34 angeordnet sind, und einen Käfig 33 zum Halten der Kugeln 35 auf. Zwei ringförmige Dichtelemente 32 sind an entsprechenden axialen Enden des Lagers 30 zum Abdichten der Lücke zwischen dem inneren Laufring 34 und dem äußeren Laufring 31 installiert. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Dichtelement 32 aus Gummi gefertigt. Alternativ kann das Dichtelement 32 durch andere Materialen gefertigt sein und die Anzahl der Dichtringe 32 kann eins sein, obwohl zwei bevorzugt sind.
  • 3 ist eine Ansicht des Lagers 30 ähnlich zu 2, wobei die Dichtelemente 32 entfernt worden sind. Eine Dichtungsnut 38 ist an der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes 31 zur Aufnahme des Dichtelementes 32 gebildet. Nachdem das Dichtelement 32 installiert ist wird ein elastischer C-förmiger Halter an der Dichtungsnut 38 angebracht. Der C-förmige Halter hat einen äußeren Durchmesser, der größer ist als der innere Durchmesser der Dichtungsnut 38, so dass sich der Halter sowie das Dichtelement 32 nicht von dem äußeren Laufring 31 lösen. Alternativ kann die Dichtungsnut in der äußeren Umfangsoberfläche des inneren Laufringes 34 gebildet sein und der C-förmige Halter hat einen inneren Durchmesser, der kleiner ist als der äußere Durchmesser der Dichtungsnut.
  • 4 zeigt den Aufbau der Endkappe 11, der Welle 12 und des Lagers 30. Der innere Laufring 34 sitzt in einem Presssitz an der Welle 12. Vorzugsweise ist der innere Durchmesser des inneren Laufringes 34 ein wenig kleiner als der äußere Durchmesser der Welle 12, so dass die Grenzfläche zwischen dem inneren Laufring 34 und der Welle 12 eine gute Leckdichte hat. Die Endkappe 11 ist an die äußere Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes 31 angeformt, so dass die Grenzfläche zwischen der Endkappe 11 und dem äußeren Laufring 31 ebenfalls eine gute Leckdichte hat. Wie oben erwähnt ist die Lücke zwischen dem inneren Laufring 34 und dem äußeren Laufring 31 durch ein Dichtelement 32 abgedichtet, so dass äußere Verunreinigungen wie beispielsweise Öltropfen daran gehindert werden, in das Innere des Motors einzudringen.
  • Gemäß 3 und 4, auf die nun wieder Bezug genommen wird, ist eine Haltestruktur an dem Lager 30 zum Verstärken des Eingriffes und der Leckdichte zwischen der Endkappe 11 und dem Lager 30 gebildet. Bei dieser Ausführungsform weist die Haltestruktur wenigstens eine Eingriffsnut 36 auf, die in der äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes 31 gebildet ist. Wenn die Endkappe 11 an den äußeren Laufring angeformt ist, wird die Eingriffsnut 36 durch Material der Endkappe 11 gefüllt. Bei dieser Ausführungsform ist ein Teil der äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes 31 durch die Endkappe 11 bedeckt. Alternativ kann die gesamt äußere Umfangsoberfläche durch die Endkappe 11 bedeckt sein.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht ähnlich zu 1 eines Motors gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 ist eine Querschnittsansicht eines Lagers des Motors von 5. Verglichen mit dem in 1 und 2 gezeigten Motor und dem Lager weist die Haltestruktur des Motors gemäß dieser Ausführungsform weiter einen steifen Eingriffskranz 37 auf, der in der Eingriffsnut 36 angeordnet ist. Der Eingriffskranz 37 ist ein elastischer C-förmiger steifer Kranz aus Metall. Der innere Durchmesser des Eingriffskranz 37 ist ein wenig kleiner als der innere Durchmesser der Eingriffsnut 36, sodass eine innere Kante des Eingriffskranzes 37 mit der Eingriffsnut 36 in Eingriff ist. Vorzugsweise ist die radiale Breite des Eingriffskranzes 37 wenigstens doppelt so groß wie die radiale Tiefe der Eingriffsnut 36, sodass die äußere Kante des Eingriffskranzes 37 aus der äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes 31 hervorsteht und in der umspritzten Endkappe 11 eingebettet ist. Der Eingriffskranz 37 kann eine Standard-Ringfeder sein.
  • In der Beschreibung und den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung werden die Verben „aufweisen“, „umfassen“, „beinhalten“ und „haben“ und ihre Abwandlungen in einem einschließenden Sinne verwendet, um das Vorliegen von angegebenen Bauteilen anzuzeigen, aber nicht, um das Vorhandensein von zusätzlichen Bauteilen auszuschließen.
  • Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, soll durch die Fachleute erkannt werden, dass verschiedene Modifikationen möglich sind.

Claims (8)

  1. Motor, umfassend einen Ständer und einen drehbar an dem Ständer befestigten Läufer, wobei der Ständer ein Gehäuse (17) und eine Endkappe (11) umfasst, die an dem Gehäuse (17) befestigt ist, wobei der Läufer eine durch ein Lager (30), das durch die Endkappe (11) getragen wird, drehbar getragene Welle (12) aufweist, wobei das Lager (30) ein inneren Laufring (34), einen äußeren Laufring (31), zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring angeordnete Rollelemente (35) und einen Käfig (33) zum Halten der Rollelemente (35) umfasst; wobei die Endkappe (11) an eine äußere Umfangsoberfläche des äußeren Laufrings (31) angeformt ist; wobei eine Eingriffsnut (36) in der äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes (31) gebildet ist, wobei ein steifer Eingriffskranz (37) in der Eingriffsnut (36) angeordnet ist, wobei der Eingriffskranz (37) ein C-förmiger Kranz mit einer äußeren Kante, die aus der äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes (31) vorsteht, ist und in die Endkappe (11) eingebettet ist.
  2. Motor nach Anspruch 1, wobei die Welle (12) in einem Presssitz an dem inneren Laufring (34) sitzt und wobei ein ringförmiges Dichtelement (32) an einem axialen Ende des Lagers (30) zum Abdichten der Lücke zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring angeordnet ist.
  3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die radiale Breite des Eingriffskranzes (37) wenigstens doppelt so groß ist wie die radiale Tiefe der Eingriffsnut (36).
  4. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Eingriffskranz (37) ein elastischer C-förmiger Kranz aus Metall ist.
  5. Motor nach Anspruch 2, wobei eine Dichtnut (38) in einer inneren Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes (31) oder einer äußeren Umfangsoberfläche des inneren Laufringes (34) zur Aufnahme des Dichtelements (32) gebildet ist.
  6. Motor nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei nur ein Teil der äußeren Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes (31) durch die Endkappe (11) bedeckt ist.
  7. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die gesamte äußere Umfangsoberfläche des äußeren Laufringes (31) durch die Endkappe (11) bedeckt ist.
  8. Automatisiertes Schaltgetriebe, umfassend eine Hydraulikpumpe (20) und einen Motor (10) wie in einem der voranstehenden Ansprüche definiert.
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