Die Erfindung betrifft eine Spielkompensationseinrichtung einer Welle, für einen Elektromotor oder einen elektromotorischen Hilfsantrieb, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein spielkompensierendes Axiallager, einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, oder einen elektromotorischen Hilfsantrieb für eine Wischeranlage.The invention relates to a backlash compensation device of a shaft, for an electric motor or an electromotive auxiliary drive, in particular for a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a play compensating thrust bearing, a motor, in particular an electric motor, or an electric motor auxiliary drive for a wiper system.
Stand der TechnikState of the art
Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise elektromotorische Hilfsantriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, die als Wischerantriebe für Scheibenwischer dienen. Ferner finden im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik elektromotorische Hilfsantriebe als Stellantriebe für Fahrzeugfenster, Fahrzeugsitze etc. Anwendung. Ein elektromotorischer Hilfsantrieb weist meist ein mit einem Elektromotor mechanisch gekoppeltes Getriebe auf, das beispielsweise für Wischerantriebe meist als ein Schneckengetriebe ausgebildet ist. Problematisch bei solchen elektromotorischen Hilfsantrieben ist ein Axialspiel eines Loslagers einer Motor- bzw. Ankerwelle entlang einer Längsachse der Welle, die oder deren Verlängerung oft auch eine Getriebeeingangswelle ist. Das Axialspiel des Lagers führt zu einem erhöhten Verschleiß und zu unerwünschten Geräuschemissionen. Insbesondere bei reversierenden elektromotorischen Hilfsantrieben, wie den Wischerantrieben, kann der Verschließ derart hoch sein, dass es zu einem vorzeitigen Defekt des Hilfsantriebs kommen kann.For example, electric motor auxiliary drives for motor vehicles are known from the prior art, which serve as wiper drives for windshield wipers. Furthermore, in the field of automotive technology, electric motor auxiliary drives are used as actuators for vehicle windows, vehicle seats, etc. An electric motor auxiliary drive usually has a mechanically coupled to an electric motor gearbox, which is usually designed for example as a worm gear for wiper drives. The problem with such electromotive auxiliary drives is an axial clearance of a loose bearing of a motor or armature shaft along a longitudinal axis of the shaft, which is often also a transmission input shaft or its extension. The axial clearance of the bearing leads to increased wear and unwanted noise emissions. Especially with reversing electric motor auxiliary drives, such as the wiper drives, the closure can be so high that it can lead to premature failure of the auxiliary drive.
Die DE 10 2009 020 283 A1 offenbart einen elektromotorischen Hilfsantrieb für ein Kraftfahrzeug, mit einer Axialspiel-Kompensationseinrichtung für eine in einem Gehäuse des Hilfsantriebs gelagerte Welle, welche als ein hülsenförmiges Anlaufteil für ein Loslager ausgebildet ist. Hierbei sitzt das Anlaufteil auf der Welle und ist zwischen dem Loslager, der Welle und dem Gehäuse vorgesehen. Das Anlaufteil weist zwei einander gegenüberliegende, in Umfangsrichtung ansteigend verlaufende Anlageränder auf, die an dazu korrespondierenden Gegenflächen am Gehäuse anliegen. Das Anlaufteil ist drehbar, wobei sich dieses zur Axialspielkompensation aufgrund der Anlageränder und der korrespondierenden Gegenflächen auf das Gehäuse zu bzw. vom Gehäuse wegbewegen kann.The DE 10 2009 020 283 A1 discloses an electric motor auxiliary drive for a motor vehicle, with an axial play compensation device for a mounted in a housing of the auxiliary drive shaft, which is designed as a sleeve-shaped start-up part for a floating bearing. Here, the start-up part sits on the shaft and is provided between the movable bearing, the shaft and the housing. The starting part has two mutually opposite, in the circumferential direction rising bearing contact edges, which abut against corresponding mating surfaces on the housing. The starting part is rotatable, and this can move away from the housing for axial play compensation due to the abutment edges and the corresponding mating surfaces on the housing.
Aufgabenstellungtask
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Axialspielausgleich, z. B. für einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, ein Getriebe oder einen elektromotorischen Hilfsantrieb zur Verfügung zu stellen. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung einen verbesserten elektromotorischen Hilfsantrieb oder Motor, insbesondere einen Elektromotor, für eine Wischeranlage zur Verfügung zu stellen. Der erfindungsgemäße Axialspielausgleich – d. h. eine Spielkompensationseinrichtung oder ein spielkompensierendes Axiallager – soll ein sich veränderndes Axialspiel dauerhaft auf Null reduzieren können. Des Weiteren soll der Axialspielausgleich einfach aufgebaut und angewendet werden können, ohne ein bisheriges Konzept, z. B. das eines elektromotorischen Hilfsantriebs, umfangreich umkonstruieren zu müssen. Ferner soll der Axialspielausgleich insgesamt, also unter Einbeziehung von Herstellungs- und Montagekosten, einen Kostenvorteil gegenüber einem herkömmlichen Axialspielausgleich bieten.It is an object of the invention to provide improved axial play compensation, e.g. B. for a motor, in particular an electric motor, a transmission or an electric motor auxiliary drive available. Furthermore, it is an object of the invention to provide an improved electric motor auxiliary drive or motor, in particular an electric motor, for a wiper system. The axial play compensation according to the invention - d. H. a game compensation device or a play compensating thrust bearing - should be able to permanently reduce a changing axial play to zero. Furthermore, the axial play compensation should be easy to set up and use, without a previous concept, eg. As that of an electric motor auxiliary drive to extensively redesign. Furthermore, the overall axial play compensation, ie including manufacturing and assembly costs, should offer a cost advantage over a conventional axial clearance compensation.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Aufgabe der Erfindung wird mittels einer Spielkompensationseinrichtung einer Welle, für einen Elektromotor oder einen elektromotorischen Hilfsantrieb, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß Anspruch 1; und mittels eines spielkompensierenden Axiallagers, eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, oder eines elektromotorischen Hilfsantriebs für eine Wischeranlage, gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.The object of the invention is achieved by means of a play compensating device of a shaft, for an electric motor or an electromotive auxiliary drive, in particular for a motor vehicle, according to claim 1; and by means of a play-compensating thrust bearing, a motor, in particular an electric motor, or an electric motor auxiliary drive for a wiper system, according to claim 12. Advantageous developments, additional features and / or advantages of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below.
Die erfindungsgemäße Spielkompensationseinrichtung einer Welle ist mittel- oder unmittelbar zwischen einer ersten Einrichtung und einer zweiten Einrichtung vorsehbar, wobei eine der beiden Einrichtungen eine sich bezüglich einer Längsachse der Welle verlagernde Einrichtung ist. Gemäß der Erfindung weist die Spielkompensationseinrichtung eine einer der Einrichtungen zugeordnete Schräge und ein Axialspielausgleichselement auf, wobei das Axialspielausgleichselement derart ausgebildet ist, dass dieses an der Schräge entlang gleitbar ist und dadurch das auftretende Axialspiel im Wesentlichen kompensierbar ist. Bevorzugt sind das Axialspielausgleichselement und die Schräge derart zueinander korrespondierend bzw. abschnittsweise komplementär ausgebildet und können dadurch derart miteinander zusammen wirken, dass beim Entlanggleiten des Axialspielausgleichselements an der Schräge eine Vergrößerung und/oder eine Verkleinerung einer im Wesentlichen linearen Distanz zwischen der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung im Wesentlichen kompensierbar ist.The inventive game compensation device of a shaft is medium or directly providable between a first device and a second device, wherein one of the two devices is a with respect to a longitudinal axis of the shaft displacing device. According to the invention, the clearance compensation device has a slope associated with one of the devices and an axial clearance compensation element, wherein the axial clearance compensation element is designed such that it is slidable along the slope and thereby the axial play occurring is substantially compensated. Preferably, the axial play compensation element and the slope are complementary to each other or partially complementary formed and thus can cooperate with each other such that when sliding along the axial play compensation element on the slope enlargement and / or reduction of a substantially linear distance between the first device and the second Device is substantially compensable.
Das erfindungsgemäße spielkompensierende Axiallager weist eine erfindungsgemäße Spielkompensationseinrichtung und der erfindungsgemäße elektromotorische Hilfsantrieb und der erfindungsgemäße Motor, insbesondere der erfindungsgemäße Elektromotor, weisen eine erfindungsgemäße Spielkompensationseinrichtung bzw. ein erfindungsgemäßes spielkompensierendes Axiallager auf. – Als sich axial verlagernde Einrichtung kommt insbesondere ein z. B. als Wälzlager ausgebildetes Loslager in Frage, das auf einer Motor- und/oder Getriebewelle sitzt. Hierbei ist das spielkompensierende Axiallager bevorzugt zwischen dem Loslager der Welle und einer festgelegten Einrichtung vorgesehen, wobei sich als festgelegte Einrichtung z. B. eine entsprechend ausgestaltete Wandung eignet, gegen die das spielkompensierende Axiallager mittel- oder unmittelbar eine Kompensationskraft ausüben kann. Ferner kommt als sich axial verlagernde Einrichtung ein Rotor des Elektromotors, die Welle selbst, ein entlang der Welle oder einer feststehenden Einrichtung beweglicher Lagerring bzw. ein daran vorgesehenes Bauteil, z. B. eine Abstützung oder eine Abstützscheibe in Frage.The game-compensating thrust bearing according to the invention comprises a backlash compensation device according to the invention and the electromotive auxiliary drive according to the invention and the motor according to the invention, in particular the electric motor according to the invention, have a backlash compensation device or a Inventive game compensating thrust bearing. - As axially displacing device is in particular a z. B. designed as a rolling bearing floating bearing in question, sitting on a motor and / or transmission shaft. In this case, the play-compensating thrust bearing is preferably provided between the movable bearing of the shaft and a fixed device, wherein as a specified device z. B. a suitably designed wall is suitable against which the play compensating thrust bearing medium or directly exert a compensating force. Furthermore, as a device axially displacing a rotor of the electric motor, the shaft itself, along the shaft or a fixed device movable bearing ring or a component provided thereon, for. B. a support or a support disk in question.
So weist z. B. eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spielkompensationseinrichtung bzw. des erfindungsgemäßen spielkompensierenden Axiallagers die gegenüber der bevorzugt feststehenden Einrichtung um die Längsachse wenigstens bereichsweise rotierbare und sich entlang der Längsachse verlagernde Einrichtung auf, wobei ein zwischen der feststehenden Einrichtung und der sich verlagernden Einrichtung auftretendes Spiel in eine Axialrichtung entlang der Längsachse mittels des Axialspielausgleichselements kompensierbar ist. D. h. die sich axial verlagernde Einrichtung ist mittels des Axialspielausgleichselements an der gegenüber der sich verlagernden Einrichtung feststehenden Einrichtung unter einer Kompensation des dazwischen auftretenden Axialspiels abgestützt. – Das Axialspielausgleichselement und dessen direkt benachbarte Schräge können dabei oder ferner zwischen zwei rotierbaren Einrichtungen vorgesehen sein, wobei eine der Einrichtungen, z. B. ein Rotor, eine in Axialrichtung hauptsächlich oder im Wesentlichen festgelegte Einrichtung, oder ggf. zwischen zwei sich verlagernden Einrichtungen vorgesehen sein kann.So z. B. an embodiment of the game compensating device according to the invention or the game compensating axial bearing according to the invention over the longitudinal axis at least partially rotatable and longitudinally displacing device relative to the preferred fixed means, wherein an occurring between the fixed device and the displacing device game in an axial direction along the longitudinal axis by means of the axial play compensation element is compensated. Ie. the axially displacing device is supported by means of the axial play compensation element on the fixed relative to the displacing device means under a compensation of the axial play occurring therebetween. - The axial play compensation element and its directly adjacent slope may be provided or further between two rotatable devices, wherein one of the devices, for. Example, a rotor, a mainly axially or substantially fixed means in the axial direction, or may be provided between two displacing devices.
Gemäß der Erfindung kann der festgelegten Einrichtung die Schräge zugeordnet bzw. zugehörig sein, an welcher das Axialspielausgleichselement entlang gleitbar ist, wobei das Axialspielausgleichselement derart ausgebildet ist, dass dadurch das auftretende Axialspiel im Wesentlichen kompensierbar ist. D. h. das Axialspielausgleichselement ist derart ausgelegt und/oder federelastisch ausgebildet, dass es aufgrund seiner Elastizität und/oder mechanischen Vorspannung an der der festgelegten Einrichtung zugeordneten Schräge entlang gleitbar ist, wodurch das Axialspiel zwischen der sich verlagernden Einrichtung und der feststehenden Einrichtung im Wesentlichen kompensierbar ist. – Natürlich kann die Schräge auch der sich verlagernden Einrichtung zugeordnet bzw. zugehörig sein, d. h. die Schräge liegt dann der bevorzugt feststehenden Einrichtung unter Zwischenschaltung des Axialspielausgleichselements unmittel- oder ggf. auch mittelbar gegenüber.According to the invention, the fixed device may be assigned or associated with the bevel on which the axial play compensation element is slidable, wherein the axial play compensation element is designed in such a way that the axial play that occurs can be substantially compensated thereby. Ie. the axial clearance compensation element is designed and / or resiliently designed such that it is slidable along the inclination associated with the fixed device due to its elasticity and / or mechanical bias, whereby the axial play between the displacing device and the stationary device is substantially compensated. Of course, the slope may also be associated with or associated with the relocating device, i. H. the slope is then the preferred fixed device with the interposition of Axialspielausgleichselements directly or possibly also indirectly opposite.
Der erfindungsgemäße Axialspielausgleich – also die Spielkompensationseinrichtung bzw. das spielkompensierende Axiallager – ermöglicht ein sich veränderndes Axialspiel aufgrund seiner Selbstnachstellbarkeit dauerhaft auf Null zu reduzieren, was über eine gesamte Lebensdauer einer betreffenden Vorrichtung, Einrichtung bzw. eines betreffenden Geräts erfolgen kann. Ferner minimiert der Axialspielausgleich Geräuschemissionen und beugt einem vorzeitigen Defekt dieser Vorrichtung, Einrichtung bzw. des betreffenden Geräts vor. Darüber hinaus ist der Axialspielausgleich einfach aufgebaut und somit kostengünstig in Herstellung und Montage. Des Weiteren ist eine herkömmliche Vorrichtung, Einrichtung oder ein herkömmliches Gerät einfach an die Anwendung des erfindungsgemäßen Axialspielausgleichs adaptierbar, da diese bzw. dieses nur geringfügig umkonstruiert bzw. modifiziert werden muss.Due to its self-adjustability, the axial play compensation according to the invention-ie the play compensation device or the play-compensating thrust bearing-makes it possible to reduce permanently to zero, which can take place over a lifetime of a device, device or device in question. Furthermore, the axial play compensation minimizes noise emissions and prevents premature failure of this device, device or the relevant device. In addition, the axial play compensation is simple and therefore inexpensive to manufacture and assembly. Furthermore, a conventional device, device or a conventional device is easily adaptable to the application of the Axialspielausgleichs invention, since this or this only has to be slightly redesigned or modified.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die Spielkompensationseinrichtung in einer Umfangs- und/oder Axialrichtung derart ausgebildet ist, dass die Schräge und das Axialspielausgleichselement gegenüber der feststehenden Einrichtung in Ruhe sind, die Schräge und das Axialspielausgleichselement mit der Welle mitdrehbar vorgesehen sind, oder die Schräge und das Axialspielausgleichselement gegeneinander verdrehbar ausgebildet sind. – Dementsprechend sitzt z. B. das Axialspielausgleichselement an der feststehenden Schräge an und liegt gegenüberliegend an der sich verlagernden und ggf. rotierenden Einrichtung an. Ferner kann die Schräge an der hauptsächlich oder im Wesentlichen axial festgelegten aber rotierbaren Einrichtung vorgesehen sein und das daran ansitzende Axialspielausgleichselement kann sich mit der Schräge mitdrehen oder gegenüber der Schräge hauptsächlich oder im Wesentlichen in Ruhe sein. – Auch ein axiales Vertauschen der Schräge mit dem Axialspielausgleichselement unter Beibehaltung der beiden benachbarten Einrichtungen ist möglich.In preferred embodiments of the invention, the play compensation device is formed in a circumferential and / or axial direction such that the slope and the backlash compensation element with respect to the fixed device are at rest, the slope and the axial play compensation element are rotatably provided with the shaft, or the slope and the axial play compensation element are formed rotatable against each other. - Accordingly sits z. Example, the axial play compensation element on the fixed slope and is located opposite to the shifting and possibly rotating device. Further, the bevel may be provided on the mainly or substantially axially fixed but rotatable means and the axial play balance element adjacent thereto may rotate with the slope or be substantially or substantially at rest with respect to the slope. - An axial interchanging of the slope with the axial play compensation element while maintaining the two adjacent devices is possible.
In Ausführungsformen der Erfindung erfolgt eine Abstützung des Axialspielausgleichselements gegenüber der sich verlagernden Einrichtung und/oder der festgelegten Einrichtung mittel- oder unmittelbar, wobei das Axialspielausgleichselement eine Axialkraft von der sich verlagernden Einrichtung in die festgelegte Einrichtung bzw. von der ersten in die zweite Einrichtung einleitet, bzw. vice versa. Hierbei sitzt die sich verlagernde Einrichtung bevorzugt auf der Welle, insbesondere einer Motor- oder einer Getriebewelle, wobei die sich verlagernde Einrichtung bevorzugt ein Loslager bzw. ein Lagerring des Loslagers ist, und die Welle ein zweites Lager aufweisen kann, welches bevorzugt als ein Festlager ausgebildet ist. Die sich verlagernde Einrichtung kann in beiden Axialrichtungen festgelegt, in eine Axialrichtung verschieblich und die andere Axialrichtung festgelegt, oder auch in beide Axialrichtungen verschieblich auf der Welle montiert sein. Ferner kann die sich verlagernde Einrichtung die Welle selbst sein.In embodiments of the invention, the axial play compensation element is supported directly or indirectly with respect to the displacing device and / or the fixed device, wherein the axial play compensation element initiates an axial force from the displacing device into the fixed device or from the first to the second device, or vice versa. In this case, the displacing device preferably sits on the shaft, in particular a motor or a gear shaft, wherein the displacing device is preferably a movable bearing or a bearing ring of the movable bearing, and the shaft may have a second bearing, which preferably designed as a fixed bearing is. The relocating facility can be located in fixed in both axial directions, displaceable in one axial direction and the other axial direction fixed, or be mounted slidably in both axial directions on the shaft. Furthermore, the shifting device may be the shaft itself.
Gemäß der Erfindung ist das Axialspielausgleichselement derart ausgelegt, dass es aufgrund seiner, ggf. noch, vorhandenen Elastizität und/oder vorliegenden mechanischen Vorspannung in Abhängigkeit des auftretenden Axialspiels an der Schräge entlang gleitbar ist. Die betreffende Schräge kann an oder gegenüber der sich verlagernden Einrichtung derart angeordnet sein, dass sie in Bezug auf die Längsachse der Welle, von radial außen nach radial innen verlaufend auf eine Mittellinie der sich verlagernden Einrichtung zustrebt oder von der sich verlagernden Einrichtung wegstrebt. Hierbei kann die Schräge in Radial- und Axialrichtung geradlinig ausgebildet sein oder eine Kurve beschreiben. Ferner können die beiden direkt benachbarten Seiten des Axialspielausgleichselements, also bevorzugt die beiden Einrichtungen, jeweils eine Schräge aufweisen, wobei die beiden Schrägen aufeinander zulaufen oder von einander weg weisen können.According to the invention, the axial clearance compensation element is designed such that it is slidable due to its, possibly still, existing elasticity and / or present mechanical bias depending on the axial play occurring at the slope along. The respective slope may be disposed on or opposite to the displacing means such that it tends toward or away from the displacing means with respect to the longitudinal axis of the shaft, from radially outward to radially inward, to a centerline of the displacing means. In this case, the bevel in the radial and axial directions can be rectilinear or describe a curve. Furthermore, the two directly adjacent sides of the axial play compensation element, that is to say preferably the two devices, can each have a bevel, with the two bevels converging towards one another or pointing away from one another.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das Axialspielausgleichselement als eine sich in Umfangsrichtung wenigstens teilweise erstreckende Radialfeder ausgebildet, die sich an der wenigstens teilweise in Umfangsrichtung verlaufenden Schräge abstützt. Hierbei kann die Schräge vollständig in Umfangsrichtung umlaufen und/oder ein integraler oder stofflich einstückiger Bestandteil einer der Einrichtungen, also der festgelegten oder der sich verlagernden Einrichtung, sein oder an einem separaten Bauteil ausgebildet sein, welches an einer der Einrichtungen ansitzt, wobei das separate Bauteil insbesondere als eine Rampe ausgebildet ist. Hierbei ist die Schräge dann insbesondere ein integraler oder stofflich einstückiger Bestandteil des separaten Bauteils bzw. der Rampe, d. h. eine Oberfläche davon.In preferred embodiments of the invention, the axial clearance compensation element is formed as a circumferentially at least partially extending radial spring, which is supported on the at least partially extending in the circumferential direction slope. In this case, the slope can completely circulate in the circumferential direction and / or be an integral or materially integral part of one of the devices, ie the fixed or the displacing device, or be formed on a separate component which abuts one of the devices, wherein the separate component is designed in particular as a ramp. Here, the slope is then in particular an integral or material integral part of the separate component or the ramp, d. H. a surface of it.
Gemäß der Erfindung sind Ausführungsformen des Axialspielausgleichselements in Radialrichtung elastisch oder federelastisch, und/oder radial expandierbar und/ oder radial komprimierbar ausgebildet. Ferner kann das Axialspielausgleichselement in Axialrichtung und/oder in Umfangsrichtung elastisch oder federelastisch ausgebildet sein. Eine maximale oder mittlere axiale Länge des Axialspielausgleichselements ist bevorzugt im Wesentlichen gleich oder länger als eine axiale Distanz, entlang welcher sich die Schräge erstreckt. Insbesondere weist das Axialspielausgleichselement ein Metall oder eine Metalllegierung auf bzw. ist daraus hergestellt. Die Schräge bzw. die Rampe kann ferner segmentiert sein, d. h. in Umfangsrichtung zwei oder mehr zueinander in einem bestimmten Winkel angeordnete Segmente, insbesondere Kreissegmente, aufweisen.According to the invention, embodiments of the axial play compensation element in the radial direction are elastic or spring-elastic, and / or radially expandable and / or radially compressible. Furthermore, the axial play compensation element can be designed to be elastic or spring-elastic in the axial direction and / or in the circumferential direction. A maximum or average axial length of the axial play compensation element is preferably substantially equal to or longer than an axial distance along which the ramp extends. In particular, the axial play compensation element comprises or is produced from a metal or a metal alloy. The slope may also be segmented, i. H. in the circumferential direction two or more at a certain angle arranged segments, in particular circular segments have.
In Ausführungsformen der Erfindung ist bzw. sind eine mechanisch unbelastete Ruheposition des Axialspielausgleichselements und/oder eine Position der Schräge derart gewählt, dass mittels des Axialspielausgleichselements in dessen mechanisch unbelasteter Ruheposition ein maximales Axialspiel zwischen den Einrichtungen und/oder zwischen der Schräge bzw. der betreffenden Einrichtung oder des separaten Bauteils überbrückbar bzw. gerade noch überbrückbar ist. – Ferner kann eine Endmontageposition des Axialspielausgleichselements zwischen den Einrichtungen bzw. zwischen der feststehenden Einrichtung und der sich verlagernden Einrichtung derart gewählt sein, dass das Axialspielausgleichselement dabei hauptsächlich maximal oder ca. bis zu einer Hälfte vorgespannt ist, wofür das Axialspielausgleichselement je nach einem Verlauf der Schräge radial expandiert oder radial komprimiert ist.In embodiments of the invention, a mechanically unloaded rest position of the axial play compensation element and / or a position of the bevel is selected such that by means of the axial play compensation element in its mechanically unloaded rest position a maximum axial play between the devices and / or between the bevel or the respective device or the separate component can be bridged or just bridged. Furthermore, a final assembly position of the axial play compensation element between the devices or between the fixed device and the displacing device may be selected such that the axial play compensation element is biased mainly at most or approximately up to one half, for which the axial clearance compensation element depending on a course of the slope radially expanded or radially compressed.
In Ausführungsformen der Erfindung kann die erste und/oder die zweite Einrichtung ein Rotor, eine Welle, eine Abstützung eines Lagerrings, ein Lager, insbesondere ein Loslager, bzw. der Lagerring, ein Zahnrad, eine feststehende Einrichtung oder ein Festlager sein. Bevorzugt ist die sich verlagernde Einrichtung der Spielkompensationseinrichtung eine Welle, ein Lager, ein Radiallager oder ein Wälzlager, die bzw. das sich insbesondere mit einem Lageraußenring oder einem Lagerinnenring direkt oder über eine Abstützscheibe bzw. eine Abstützung am Axialspielausgleichselement abstützt. Die feststehende Einrichtung ist bevorzugt ein integraler oder stofflich einstückiger Bestandteil eines Gehäuses, insbesondere eines Gehäuses des Elektromotors oder eines Getriebes. Ferner kann die feststehende Einrichtung eine am Gehäuse montierbare Einrichtung oder ein Festlager sein.In embodiments of the invention, the first and / or the second device may be a rotor, a shaft, a support of a bearing ring, a bearing, in particular a floating bearing, or the bearing ring, a gear, a fixed device or a fixed bearing. Preferably, the shifting device of the game compensation device is a shaft, a bearing, a radial bearing or a roller bearing, which is supported in particular with a bearing outer ring or a bearing inner ring directly or via a support disk or a support on the axial play compensation element. The fixed device is preferably an integral or material integral part of a housing, in particular a housing of the electric motor or a transmission. Furthermore, the fixed device may be a housing-mountable device or a fixed bearing.
Bevorzugt ist die der betreffenden Einrichtung zugeordnete oder zugehörige Schräge der Spielkompensationseinrichtung eine Oberfläche eines positiven oder negativen Kegelstumpfs bzw. Kegelstumpfrings oder Konus bzw. Konusrings, die bzw. der der anderen Einrichtung gegenüberliegt. Der positive oder negative Kegelstumpf oder Konus kann integraler oder stofflich einstückiger Bestandteil der betreffenden Einrichtung sein. Ferner kann das separate Bauteil einen positiven oder negativen Kegelstumpf bzw. Kegelstumpfring oder Konus bzw. Konusring aufweisen bzw. als solcher ausgebildet sein, wobei das separate Bauteil an der betreffenden Einrichtung ansitzt.Preferably, the slope associated with the device in question or the game compensation device is a surface of a positive or negative truncated cone or truncated cone or cone or conical ring, which or the other device is opposite. The positive or negative truncated cone or cone may be integral or integral part of the device in question. Furthermore, the separate component may have a positive or negative truncated cone or truncated cone or cone or conical ring or be formed as such, wherein the separate component ansitzt to the device in question.
Ein Vorteil der einfachen Schräge des Kegelstumpfs bzw. Kegelstumpfrings oder des Konus bzw. Konusrings, oder auch der in Axialrichtung einander gegenüberliegenden doppelten Schrägen ist eine auftretende Kraftwirkung. Hierdurch fällt eine resultierende Kraft aus dem Axialspielausgleichselement auf die betreffende Einrichtung und die andere Einrichtung aufgrund der vorhandenen Geometrie bzw. Übersetzung geringer aus, was insbesondere bei wechselnder Krafteinwirkung, wie bei Rotorwellen von elektrischen Maschinen mit Getriebe im Reversierbetrieb, von Vorteil ist. Dies kann mittels eines in Längsrichtung nicht oder nur geringfügig elastischen Axialspielausgleichselements unterstützt werden. Eine Axialkraft ist dann im Wesentlichen nur noch von einer radialen Vorspannung des Axialspielausgleichselements bzw. der Radialfeder und einem Verlauf der Schräge abhängig.An advantage of the simple slope of the truncated cone or truncated cone or the cone or conical ring, or even in the axial direction opposite double bevels is an occurring force effect. As a result, a resulting force from the axial play compensation element falls on the device in question and the other device due to the existing geometry or translation of lower, which is especially in changing force, such as rotor shafts of electric machines with gearbox in reversing mode, an advantage. This can be supported by means of a longitudinal play not or only slightly elastic Axialspielausgleichselements. An axial force is then essentially dependent only on a radial bias of the axial play compensation element or the radial spring and a course of the slope.
Das Axialspielausgleichselement kann teilringförmig, insbesondere teilkreisringförmig; ringförmig, insbesondere kreisringförmig; teilpolygonal, insbesondere polygonal; oder teilsternförmig, insbesondere sternförmig; ggf. mit abgerundeten Eckbereichen ausgebildet sein. Hierbei sind jeweils zumindest abschnittsweise regelmäßige Axialspielausgleichselemente bzw. Querschnitte bevorzugt. Das Axialspielausgleichselement kann für eine Montage in der Spielkompensationseinrichtung an einer radialen Außenseite einen oder eine Mehrzahl von bevorzugt radialen Fortsätzen oder „Ohren“ aufweisen, mittels welchen das Axialspielausgleichselement radial expandierbar und/oder radial komprimierbar und montierbar ist.The Axialspielausgleichselement may partially ring-shaped, in particular part-circular ring-shaped; ring-shaped, in particular annular; partial polygonal, in particular polygonal; or part-star-shaped, in particular star-shaped; possibly be formed with rounded corners. In each case, at least sections of regular axial play compensation elements or cross sections are preferred. The Axialspielausgleichselement may have for mounting in the clearance compensation device on a radial outer side one or a plurality of preferably radial extensions or "ears", by means of which the axial play compensation element is radially expandable and / or radially compressible and mountable.
Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In den schematischen Figuren der Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments with reference to the accompanying drawings. In the schematic figures of the drawing show:
1 eine zentral geschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spielkompensationseinrichtung; 1 a centrally sectioned side view of a first embodiment of a game compensation device according to the invention;
2 in einer zur 1 analogen Ansicht, eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spielkompensationseinrichtung; 2 in a to 1 analog view, a second embodiment of the game compensation device according to the invention;
3 in einer axialen Draufsicht eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Axialspielausgleichselements in einer vorgespannten, expandierten Position (links) und in einer Ruheposition (rechts), bzw. in einer Ruheposition (links) und einer vorgespannten, komprimierten Position (rechts); 3 in an axial plan view of a first embodiment of an axial play compensation element according to the invention in a prestressed, expanded position (left) and in a rest position (right), or in a rest position (left) and a biased, compressed position (right);
4 ebenfalls in einer axialen Draufsicht, eine Modifikation der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Axialspielausgleichselements aus 3; 4 also in an axial plan view, a modification of the first embodiment of the axial play compensation element according to the invention 3 ;
5 wiederum in einer zur 1 analogen Ansicht, eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spielkompensationseinrichtung; 5 turn in a to 1 analog view, a third embodiment of the game compensation device according to the invention;
6 ebenfalls in einer zur 1 analogen Ansicht, eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spielkompensationseinrichtung; 6 also in a zur 1 analog view, a fourth embodiment of the game compensation device according to the invention;
7 wiederum in einer axialen Draufsicht, eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Axialspielausgleichselements in einer vorgespannten, expandierten Position (links) und in einer Ruheposition (rechts), bzw. in einer Ruheposition (links) und einer vorgespannten, komprimierten Position (rechts); 7 again in an axial plan view, a second embodiment of the axial play compensation element according to the invention in a prestressed, expanded position (left) and in a rest position (right), or in a rest position (left) and a biased, compressed position (right);
8 in einer geschnittenen Seitenansicht eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektromotorischen Hilfsantriebs mit einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spielkompensationseinrichtung; 8th in a sectional side view of a first embodiment of an electric motor auxiliary drive according to the invention with a first embodiment of the game compensation device according to the invention;
9 ebenfalls in einer geschnittenen Seitenansicht, eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromotorischen Hilfsantriebs mit einer modifizierten ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spielkompensationseinrichtung; 9 likewise in a sectional side view, a second embodiment of the electromotive auxiliary drive according to the invention with a modified first embodiment of the game compensation device according to the invention;
10 ebenfalls in einer geschnittenen Seitenansicht, eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromotorischen Hilfsantriebs mit einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spielkompensationseinrichtung; und 10 likewise in a sectional side view, a third embodiment of the electromotive auxiliary drive according to the invention with a fifth embodiment of the game compensation device according to the invention; and
11 in einer zur 1 analogen Ansicht, eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spielkompensationseinrichtung. 11 in a to 1 analog view, a sixth embodiment of the game compensation device according to the invention.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von sechs Ausführungsbeispielen von spielkompensierenden Axiallagern bzw. Spielkompensationseinrichtungen (s. 1, 2, 5, 6, 10, 11) näher erläutert, die auf drei ebenfalls näher erläuterte Ausführungsform von elektromotorischen Hilfsantrieben (s. 8–10) anwendbar sind. Die Erfindung ist jedoch weder auf die erläuterten Spielkompensationseinrichtungen noch auf die erläuterten elektromotorischen Hilfsantriebe beschränkt. Die Erfindung kann vielmehr auf anderweitig ausgestaltete spielkompensierende Axiallager bzw. Spielkompensationseinrichtungen angewendet werden, die z. B. nur teilweise in Umfangsrichtung verlaufen, eine andere Form einer Schräge besitzen, ein anderes Lager und/oder oder auch eine andere sich verlagernde Einrichtung, wie z. B. ein Zahnrad, aufweisen. Ferner kann die Erfindung auf sämtliche Motoren, die nicht unbedingt Elektromotoren sein müssen, Getriebe, Hilfsantriebe, Stellantriebe etc. angewendet werden, bei welchen ein Axialspiel kompensierbar sein soll. Darüber hinaus sind die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen der Erfindung untereinander austausch- und/oder kombinierbar.The invention is described below with reference to six embodiments of game-compensating thrust bearings or game compensation devices (s. 1 . 2 . 5 . 6 . 10 . 11 ) explained in more detail on three explained in more detail embodiment of electric motor auxiliary drives (s. 8th - 10 ) are applicable. However, the invention is not limited to the explained game compensation devices nor to the described electric motor auxiliary drives. Rather, the invention can be applied to otherwise designed game compensating thrust bearing or play compensation devices, the z. B. only partially extend in the circumferential direction, have a different shape of a slope, another camp and / or other shifting device such. B. a gear. Furthermore, the invention can be applied to all motors, which need not necessarily be electric motors, gearboxes, auxiliary drives, actuators, etc., in which an axial clearance should be compensated. In addition, the features of the individual embodiments of the invention are interchangeable and / or combinable.
Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Spielkompensationseinrichtung 56, die beispielsweise auch als Axialspiel-Kompensationseinrichtung 56 bzw. -Reduziereinrichtung 56 oder als Einrichtung zur axialen Spielkompensation 56 bzw. -reduktion 56 bezeichnet werden kann. Ein erfindungsgemäßes spielkompensierendes Axiallager 56 weist dabei bevorzugt wenigstens eine erste und/oder eine zweite Einrichtung (34, 42, 46, 52,) 54, 120 auf, welche an einer Spielkompensation teilnehmen. Die Spielkompensationseinrichtung 56 ist gemäß der Zeichnung auf einer Welle 42 angeordnet bzw. mit ihren im Wesentlichen oder hauptsächlich rotationssymmetrischen Bauteilen der Reihe nach auf oder über die Welle 42 gefädelt. Die Welle 42 kann z. B. eine Motorwelle 42, eine Ankerwelle 42, eine Rotorwelle 42, eine Getriebe(eingangs)welle 42 etc. sein, die sich entlang einer Längsachse L erstreckt, wobei eine Axialrichtung A in die eine und eine andere Axialrichtung A in die, dieser entgegengesetzte Richtung der Längsachse L weist. Senkrecht zur und in Umfangsrichtung U herumlaufend um die Längsachse L verläuft die Radialrichtung R der Spielkompensationseinrichtung 56. The 1 shows a game compensation device according to the invention 56 , for example, as axial play compensation device 56 or reduction device 56 or as a device for axial clearance compensation 56 or reduction 56 can be designated. An inventive game compensating thrust bearing 56 preferably has at least one first and / or one second device ( 34 . 42 . 46 . 52 ,) 54 . 120 who participate in a game compensation. The game compensation device 56 is according to the drawing on a shaft 42 arranged or with their substantially or mainly rotationally symmetrical components in sequence on or over the shaft 42 threaded. The wave 42 can z. B. a motor shaft 42 , an armature shaft 42 , a rotor shaft 42 , a transmission (input) shaft 42 etc., which extends along a longitudinal axis L, wherein an axial direction A in the one and another axial direction A in the, this opposite direction of the longitudinal axis L has. Perpendicular to and in the circumferential direction U running around the longitudinal axis L extends the radial direction R of the play compensation device 56 ,
Die Spielkompensationseinrichtung 56 der 1 umfasst mit mehr oder weniger radialem Abstand zur Welle 42 in einer Axialrichtung A mit Bezug auf die 1 von links kommend eine feststehende Einrichtung 120 – die erste bzw. zweite Einrichtung 120 – mit einer stofflich einstückigen Konus- 122 oder Kegelstumpfvorrichtung 122 mit einer Schräge 123, ein als Radialfeder 110 ausgebildetes Axialspielausgleichselement 110, eine Abstützscheibe 100 und eine sich betriebsbedingt axial verlagernde Einrichtung 54 – die zweite bzw. erste Einrichtung 120. Hierbei kann die feststehende Einrichtung 120 beispielsweise eine Wandung 120, eine Gehäusewandung 120 oder eine z. B. separate Vorrichtung 120 oder ein Festlager sein. Die sich axial verlagernde Einrichtung 54 ist z. B. ein Lager 54, ein Loslager 54, ein Lageraußenring, ein Lagerinnenring, ein Radiallager 54, ein Wälzlager 54, ein Kugellager 54, eine Welle 42, ein Zahnrad, ein Stirnrad etc. Des Weiteren kann die Konus- 122 oder Kegelstumpfvorrichtung 122 integral mit der festgelegten Einrichtung 120 ausgebildet sein.The game compensation device 56 of the 1 includes with more or less radial distance to the shaft 42 in an axial direction A with respect to 1 coming from the left a fixed device 120 - the first or second device 120 - with a materially integral cone 122 or truncated cone device 122 with a slope 123 , as a radial spring 110 trained axial play compensation element 110 , a support disk 100 and an operationally axially displacing device 54 - The second or first device 120 , Here, the fixed device 120 for example, a wall 120 , a housing wall 120 or a z. B. separate device 120 or be a permanent camp. The axially displacing device 54 is z. B. a warehouse 54 , a floating camp 54 , a bearing outer ring, a bearing inner ring, a radial bearing 54 , a rolling bearing 54 , a ball bearing 54 , a wave 42 , a gear, a spur gear, etc. Furthermore, the cone 122 or truncated cone device 122 integral with the specified device 120 be educated.
Ein Axialspiel entsteht im Betrieb der Spielkompensationseinrichtung 56 von außerhalb der Spielkompensationseinrichtung 56 aufgrund eines Betriebs der Welle 42 und an dieser vorgeseher Vorrichtungen, welches sich am Lager 54 manifestiert. Hierbei verändert sich eine Distanz in Längsrichtung L zwischen der feststehenden Einrichtung 120 und dem Lager 54. Zur Kompensation dieses Axialspiels, das je nach einer Maschinenkonfiguration zu- und/oder abnehmen kann, jedoch meist stetig zunimmt, ist zwischen der feststehenden Einrichtung 120 und dem Lager 54 wenigstens die Konus- 122 oder Kegelstumpfvorrichtung 122 mit dem bevorzugt als Radialfeder 110 ausgebildeten Axialspielausgleichselement 110 angeordnet. Die bevorzugt u-förmige Abstützscheibe 100 zur Abstützung des Lagers 54 bzw. dessen Lageraußen- oder Lagerinnenrings ist optional (s. 11). Die Konus- 122 oder Kegelstumpfvorrichtung 122 (s. 8) kann auch als Konusring 122 oder Kegelstumpfring 122 (s. 1) ausgebildet sein.An axial play arises during operation of the game compensation device 56 from outside the clearance compensation device 56 due to operation of the shaft 42 and at this vorgeseherher devices, which is in stock 54 manifests. Here, a distance in the longitudinal direction L between the fixed device changes 120 and the camp 54 , To compensate for this axial play, which can increase and / or decrease depending on a machine configuration, but usually steadily increases, is between the fixed device 120 and the camp 54 at least the cone 122 or truncated cone device 122 with the preferred as a radial spring 110 trained axial play compensation element 110 arranged. The preferred U-shaped support disk 100 to support the camp 54 or its outer bearing or bearing inner ring is optional (s. 11 ). The cone 122 or truncated cone device 122 (S. 8th ) can also be used as a cone ring 122 or truncated cone ring 122 (S. 1 ) be formed.
Die Konusvorrichtung 122 dient als eine Rampe 122 an deren Schräge 123 das radial vorgespannte und radial elastische Axialspielausgleichselement 110 entlang gleiten kann. Hierbei liegt die Konusschräge 123 der feststehenden Einrichtung 120 gegenüber und verläuft im dargestellten Ausführungsbeispiel von radial außen nach radial innen auf die feststehende Einrichtung 120 zu. D. h. ein Abstand zwischen der Schräge 123 und der dieser direkt gegenüberliegenden Seite bzw. bezüglich einer der Längsachse L senkrechten Mittellinie des Lagers 54 ist radial innen minimal und nimmt nach außen hin zu und ist am radial äußeren Rand der Schräge 123 maximal. Damit das, z. B. in einer Position der 1 gezeigte, Axialspielausgleichselement 110 bei einer Vergrößerung des Axialspiels an der Konusschräge 123 radial nach innen entlanglaufen kann, ist dieses nach radial nach außen vorgespannt. Mittels einer Steilheit der Schräge 123, 133 oder einem Sockel an der Konusvorrichtung 122, 132 gegenüber der feststehenden Einrichtung 120 sind z. B. Einbautoleranzen o. ä. überbrückbar.The cone device 122 serves as a ramp 122 at the slope 123 the radially biased and radially elastic axial play compensation element 110 can slide along. This is the cone slope 123 fixed establishment 120 opposite and runs in the illustrated embodiment, from radially outside to radially inward on the fixed device 120 to. Ie. a distance between the slope 123 and the directly opposite side or with respect to a longitudinal axis L perpendicular center line of the bearing 54 is radially inside minimal and increases towards the outside and is at the radially outer edge of the slope 123 maximum. So that, z. B. in a position of 1 shown, axial play compensation element 110 at an increase of the axial play on the cone slope 123 can run radially inward, this is biased radially outward. By means of a steepness of the slope 123 . 133 or a socket on the cone device 122 . 132 opposite the fixed device 120 are z. B. installation tolerances o. Ä. Bridgeable.
In diesem Ausführungsbeispiel besitzt das teilringförmig ausgebildete Axialspielausgleichselement 110 in seiner mechanischen Ruheposition einen kleinen Durchmesser (s. rechts in der 3), der hauptsächlich oder im Wesentlichen einem minimalen radialen Konusdurchmesser entspricht. Eine solche Position strebt das Axialspielausgleichselement 110 immer an und bewegt sich bei einer Vergrößerung des in der 1 dargestellten Axialspiels radial nach innen. – In manchen Einrichtungen, Vorrichtungen oder Geräten kann sich das Axialspiel ferner temporär verkleinern, wobei die Spielkompensationseinrichtung 56 derart eingerichtet sein kann, dass das Axialspielausgleichselement 110 radial nach außen gleitet, da auf es eine Axialkraft ausgeübt wird, die es aufgrund der Konusschräge 123 zu einer radialen Aufweitung zwingt. Hierfür kann ein entsprechender Gleitreibungskoeffizient zwischen dem Axialspielausgleichselement 110 und der Konusschräge 123 entsprechend gewählt sein.In this embodiment, the part-ring-shaped axial play compensation element has 110 in its mechanical rest position a small diameter (see right in the 3 ), which substantially or substantially corresponds to a minimum radial cone diameter. Such a position seeks the axial play compensation element 110 always on and moves at an increase in the 1 shown axial clearance radially inward. In some devices, devices or devices, the axial play may also be temporarily reduced in size, with the play compensation device 56 may be configured such that the axial play compensation element 110 slides radially outward, as it is exerted on an axial force, which is due to the cone slope 123 forces to a radial expansion. For this purpose, a corresponding sliding friction coefficient between the axial play compensation element 110 and the cone slope 123 be selected accordingly.
Eine axiale Länge des Axialspielausgleichselements 110 ist bevorzugt derart gewählt, dass es in sämtlichen Radialpositionen eine Distanz hin zum Lager 54 bzw. zur Abstützscheibe 100 überbrücken kann. Hierbei ist ein Querschnitt des Axialspielausgleichselements 110, abgesehen von einer inneren Schräge, bevorzugt rechteckig. Ein innerer Umfang des Axialspielausgleichselements 110 ist bevorzugt in Längsrichtung L abgeschrägt ausgebildet, d. h. der Konusschräge 123 angepasst, sodass das Axialspielausgleichselement 110 einerseits sicher auf der Konusschräge 123 sitzt und im Wesentlichen parallel in Längsrichtung L vorsteht, und andererseits gut an der Konusschräge 123 entlang gleiten kann, falls sich das Axialspiel ändert. In einer bevorzugt anlogen Weise ist ein Gleitreibungskoeffizient zwischen dem Axialspielausgleichselement 110 und der Abstützscheibe 100 bzw. dem Lager 54 gewählt.An axial length of the axial play compensation element 110 is preferably selected such that it is in all radial positions a distance to the camp 54 or to the support disk 100 can bridge. Here is a cross section of the axial play compensation element 110 apart from an inner one Sloping, preferably rectangular. An inner circumference of the axial play compensation element 110 is preferably bevelled in the longitudinal direction L, ie the cone slope 123 adjusted so that the axial play compensation element 110 on the one hand, safe on the cone slope 123 sits and protrudes substantially parallel in the longitudinal direction L, and on the other hand good on the cone slope 123 can slide along, if the axial play changes. In a preferred manner, a coefficient of sliding friction between the axial play compensation element 110 and the support disk 100 or the warehouse 54 selected.
Ferner ist die feststehende Einrichtung 120 bevorzugt derart ausgebildet, dass sie einerseits ein stofflich einstückiger Bestandteil einer Wandung eines Gehäuses sein kann (s. 8, 9). Es ist aber auch möglich, dass die feststehende Einrichtung 120 ein eigenständiges Bauteil ist, das z. B. innerhalb eines Gehäuses montierbar ist. Des Weiteren kann die feststehende Einrichtung 120 derart ausgebildet sein, dass sie das Lager 54 aufnimmt, wobei das Lager 54 bzw. dessen Außenring gegenüber der feststehende Einrichtung 120 verschieblich angeordnet ist, wobei das Lager 54 festgelegt auf der Welle 42 sitzt – ein so genanntes Loslager 54 gegenüber der feststehenden Einrichtung 120. Für das Aufnehmen des Lagers 54 umgreift die feststehende Einrichtung 120 das Axialspielausgleichselement 110, die Abstützscheibe 100 und das Lager 54 bevorzugt zylinderförmig (wenigstens innen) und liegt bevorzugt mit einer Spielpassung am Lager 54 an.Furthermore, the fixed device 120 preferably designed such that on the one hand it may be a materially integral part of a wall of a housing (s. 8th . 9 ). But it is also possible that the fixed device 120 an independent component is that z. B. is mountable within a housing. Furthermore, the fixed device 120 be designed so that they the camp 54 picks up the bearing 54 or its outer ring relative to the fixed device 120 slidably disposed, the bearing 54 set on the shaft 42 sits - a so-called floating camp 54 opposite the fixed device 120 , For picking up the warehouse 54 surrounds the fixed device 120 the axial play compensation element 110 , the support disk 100 and the camp 54 preferably cylindrical (at least inside) and is preferably with a clearance fit in stock 54 at.
Die 2 zeigt die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spielkompensationseinrichtung 56, wobei eine Rampe 132 kein stofflich einstückiger bzw. integraler Bestandteil der feststehenden Einrichtung 120 ist, sondern als separates Bauteil 130 gegenüber der feststehenden Einrichtung 120 ausgebildet ist und eine Schräge 133 aufweist. Hierbei sitzt das separate Bauteil 130 an der feststehenden Einrichtung 120 an und kann an dieser, z. B. mittels einer Verrastung, Verschraubung oder Verklebung, festgelegt sein. Hierbei weist das separate Bauteil 130 die Konusvorrichtung 132 bzw. den Konusring 132 oder die Kegelstumpfvorrichtung 132 bzw. den Kegelstumpfring 132 auf. Ansonsten ist die zweite Ausführungsform bevorzugt wie die erste Ausführungsform der Erfindung aufgebaut.The 2 shows the second embodiment of the game compensation device according to the invention 56 where a ramp 132 not a material integral part of the fixed installation 120 is, but as a separate component 130 opposite the fixed device 120 is formed and a slope 133 having. Here sits the separate component 130 at the fixed facility 120 and can at this, z. B. by means of a latching, screwing or bonding, be set. Here, the separate component 130 the cone device 132 or the cone ring 132 or the truncated cone device 132 or the truncated cone ring 132 on. Otherwise, the second embodiment is preferably constructed as the first embodiment of the invention.
Der Konusring 122, 132 oder der Kegelstumpfring 122, 132 ist vor allem dann anwendbar, wenn sich die Welle 42 in die dortige zentrale Ausnehmung hinein oder hindurch erstreckt – siehe 1, 2, 6 und 9–11. Ferner kann sich, was ebenfalls in den 1, 2, 6 und 9–11 dargestellt ist, die Welle 42 durch die feststehende Einrichtung 120 hinein oder hindurch erstrecken, wofür die feststehende Einrichtung 120 bevorzugt zentral ausgenommen ist. In anderen Ausführungsformen, wie in den 5 und 8 dargestellt, endet die Welle 42 benachbart zur Konusvorrichtung 122, 132 bzw. der Kegelstumpfvorrichtung 122, 132. – Im Folgenden ist nur noch von der Konusvorrichtung 122, 132 die Rede, wobei andere Bezeichnungen, wie Konusring 122, 132, Kegelstumpfvorrichtung 122, 132, Kegelstumpfring 122, 132 hierdurch miteinbezogen sein sollen.The cone ring 122 . 132 or the truncated cone ring 122 . 132 is especially applicable when the wave 42 into or into the central recess there - see 1 . 2 . 6 and 9 - 11 , Furthermore, what also in the 1 . 2 . 6 and 9 - 11 is shown, the shaft 42 through the fixed device 120 extend into or through, for which the fixed device 120 is preferably excluded centrally. In other embodiments, as in the 5 and 8th shown, the wave ends 42 adjacent to the cone device 122 . 132 or the truncated cone device 122 . 132 , - Below is only of the cone device 122 . 132 the speech, with other terms, such as cone ring 122 . 132 , Truncated cone device 122 . 132 , Truncated cone ring 122 . 132 should be involved in this.
Die Konusvorrichtung 122, 132 ist in den 1, 2, 5 und 8–10 als eine positive Konusvorrichtung 122, 132 ausgebildet, d. h bei einem Verlauf von radial außen nach radial innen, erstreckt sich die Schräge 123, 133 zu einer gedachten, z. B. radialen, Mittellinie des Lagers 54, von einer axial entfernteren Distanz hin zum Lager 54. Dies gilt jedoch nur unter der Voraussetzung, dass die Konusvorrichtung 122, 132 gegenüber der sich verlagernden Einrichtung 54 liegt, vgl. 11, bei der es umgekehrt ist. – Bei der z. B. in der 6 gezeigten negativen Konusvorrichtung 122, (132) ist der Verlauf andersherum, die Schräge 123, (133) entfernt sich mit radial kleiner werdenden Durchmessern; vgl. 11, bei der es wiederum umgekehrt ist. Gemäß der Erfindung gleitet das als radial elastische Element ausgebildete Axialspielausgleichselement 110 bzw. die Radialfeder 110, welches bzw. welche vorzugsweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung hergestellt ist, an der Schräge 123, 133 entlang und reduziert das in einem Betrieb auftretende bzw. entstehende Axialspiel dauerhaft.The cone device 122 . 132 is in the 1 . 2 . 5 and 8th - 10 as a positive cone device 122 . 132 trained, d. h in a course from radially outside to radially inside, the slope extends 123 . 133 to an imaginary, z. B. radial, center line of the bearing 54 , from an axially more distant distance to the camp 54 , However, this only applies on condition that the cone device 122 . 132 towards the relocating institution 54 lies, cf. 11 in which it is reversed. - At the z. B. in the 6 shown negative cone device 122 , ( 132 ) the course is the other way around, the slope 123 , ( 133 ) moves away with radially decreasing diameters; see. 11 in which it is the other way around. According to the invention slides designed as a radially elastic element Axialspielausgleichselement 110 or the radial spring 110 , which is preferably made of a metal or a metal alloy, on the slope 123 . 133 along and reduces the occurring or resulting axial play permanently in an operation.
Die 3 zeigt eine Draufsicht auf das bevorzugt teilkreisförmige, d. h. teilweise punktsymmetrische, Axialspielausgleichselement 110, d. h. das kreisringförmige Axialspielausgleichselement 110 weist in Umfangsrichtung U eine kreisringabschnittförmige Durchgangslücke 114 auf. Hierbei ist das Axialspielausgleichselement 110 bevorzugt aus einem Federmetall hergestellt. Eine folgende (s. 4, 5, 7) Konfiguration des Axialspielausgleichselements 110 ist natürlich ggf. zusätzlich und/oder alternativ anwendbar. In der 3 kann sowohl die dort links als auch die dort rechts dargestellte Stellung des Axialspielausgleichselements 110 einer mechanisch unbelasteten Ruheposition des Axialspielausgleichselements 110 entsprechen (s. u.). – Für ein erleichtertes Vorspannen in beide Radialrichtungen R (also nach außen bzw. innen) und/oder für eine erleichterte Montage kann das Axialspielausgleichselement 110 einen, bevorzugt radialen, Fortsatz 112 bzw. ein Ohr 112 aufweisen, an welchem das Axialspielausgleichselement 110 angreifbar ist, siehe 4. Hierbei ist es bevorzugt, dass jeweils ein Fortsatz 112 an einem freien Umfangende des Axialspielausgleichselements 110 in Radialrichtung R abstehend vorgesehen ist.The 3 shows a plan view of the preferably part-circular, ie partially point-symmetrical, axial play compensation element 110 ie the annular axial clearance compensation element 110 has in the circumferential direction U an annular section-shaped passage gap 114 on. Here is the axial play compensation element 110 preferably made of a spring metal. A following (s. 4 . 5 . 7 ) Configuration of the axial clearance compensation element 110 is of course additionally and / or alternatively applicable. In the 3 can both the left there and the right there shown position of the axial play compensation element 110 a mechanically unloaded rest position of the axial play compensation element 110 correspond to (see below). - For easier preloading in both radial directions R (ie outward or inward) and / or for easier assembly, the axial play compensation element 110 a, preferably radial, extension 112 or an ear 112 have, on which the axial play compensation element 110 is vulnerable, see 4 , It is preferred that in each case an extension 112 at a free circumferential end of the axial play compensation element 110 is provided in the radial direction R projecting.
Je nach dem Verlauf der Schräge 123, 133 der positiven 122, 132 oder negativen Konusvorrichtung 122, (132) sollte eine mechanisch unbelastete Ruheposition des Axialspielausgleichselements 110 gewählt werden, damit das Axialspielausgleichselement 110 seine Funktion erfüllen kann. Bei einer verhältnismäßig kleinen Durchgangslücke 114 und/oder einem verhältnismäßig kleinen Durchmesser des Axialspielausgleichselements 110 ist es bevorzugt, das Axialspielausgleichselement 110 bei einer positiven Konusvorrichtung 122, 132 anzuwenden, wobei das Axialspielausgleichselement 110 in einer Montageposition 110 radial expandiert vorgespannt ist. – Bei einer verhältnismäßig großen Durchgangslücke 114 und/oder einem verhältnismäßig großen Durchmesser des Axialspielausgleichselements 110 ist es bevorzugt, das Axialspielausgleichselement 110 bei einer negativen Konusvorrichtung 122, (132) anzuwenden, wobei das Axialspielausgleichselement 110 in der Montageposition 110 radial komprimiert vorgespannt ist.Depending on the course of the slope 123 . 133 the positive one 122 . 132 or negative cone device 122 , ( 132 ) should a mechanically unloaded rest position of the axial play compensation element 110 be selected so that the axial play compensation element 110 can fulfill its function. With a relatively small clearance gap 114 and / or a relatively small diameter of the axial play compensation element 110 it is preferred, the axial play compensation element 110 in a positive cone device 122 . 132 apply, wherein the axial play compensation element 110 in a mounting position 110 is radially expanded biased. - For a relatively large passage gap 114 and / or a relatively large diameter of the axial play compensation element 110 it is preferred, the axial play compensation element 110 in a negative cone device 122 , ( 132 ), wherein the axial play compensation element 110 in the mounting position 110 is biased radially compressed.
Handelt es sich um eine positive Konusvorrichtung 122, 132 so sollte eine mechanisch unbelastete Ruheposition des Axialspielausgleichselements 110 derart gewählt sein, dass diese einem kleineren Durchmesser der Konusvorrichtung 122, 132, also mit Bezug auf die 1, 2, 5 und 8–10 einem Innendurchmesser der Konusvorrichtung 122, 132, entspricht bzw. korrespondiert. D. h. für einen solchen Fall ist rechts in der 3 die Ruheposition und links eine vorgespannte, radial expandierte Position, z. B. eine Einbauposition, des Axialspielausgleichselements 110 dargestellt. Hierdurch ist es möglich, dass das in der Spielkompensationseinrichtung 56 montierte Axialspielausgleichselement 110 bei einer Erhöhung des Axialspiels von radial außen nach radial innen an der Schräge 123, 133 entlang wandern kann, wodurch das Axialspiel zwischen der feststehenden Einrichtung 120 zur sich axial verlagernden Einrichtung 54 auf Null reduziert wird.Is it a positive cone device 122 . 132 so should a mechanically unloaded rest position of the axial play compensation element 110 be chosen such that this a smaller diameter of the cone device 122 . 132 So with respect to the 1 . 2 . 5 and 8th - 10 an inner diameter of the cone device 122 . 132 , corresponds or corresponds. Ie. for such a case is right in the 3 the rest position and left a biased, radially expanded position, z. B. an installation position, the axial play compensation element 110 shown. This makes it possible that in the game compensation device 56 assembled axial clearance compensation element 110 at an increase of the axial play from radially outward to radially inward at the slope 123 . 133 can move along, reducing the axial play between the fixed device 120 to the axially displacing device 54 is reduced to zero.
Bei einem sich ständig vergrößernden Axialspiel ist eine Einbauposition des Axialspielausgleichselements 110 derart gewählt (vgl. 1 und 2), dass es in diesem Ausführungsbeispiel einen möglichst großen Durchmesser besitzt, d. h. das Axialspielausgleichselement 110 ist nach radial außen vergleichsweise stark vorgespannt. In der Einbauposition sitzt dann Axialspielausgleichselement 110 außen auf/an der positiven Konusvorrichtung 122, 132 und überbrückt ein vergleichsweise kleines Axialspiel. Vergrößert sich das Axialspiel so gleitet das Axialspielausgleichselement 110 radial nach innen, rutscht in Axialrichtung A weg von der feststehenden Einrichtung 120 und kompensiert das auftretende, größer werdende Spiel.In a constantly increasing axial play is an installation position of the axial play compensation element 110 chosen (cf. 1 and 2 ), that in this embodiment has the largest possible diameter, ie the axial play compensation element 110 is biased relatively strong radially outward. In the installation position then sitting axial clearance compensation element 110 outside on / on the positive cone device 122 . 132 and bridges a comparatively small axial play. If the axial clearance increases, the axial play compensation element slides 110 radially inward, slips away from the stationary device in the axial direction A. 120 and compensates for the occurring, increasing game.
In Ausführungsformen der Erfindung kann bei einer dabei auftretenden Verkleinerung des Axialspiels das Axialspielausgleichselement 110 von der sich axial verlagernden Einrichtung 54 gegen die positive Konusvorrichtung 122, 132 gedrückt und radial nach außen unter einer Erhöhung der Vorspannung des Axialspielausgleichselements 110 geschoben werden. Das Axialspielausgleichselement 110 rutscht in Axialrichtung A zur feststehenden Einrichtung 120 hin und kompensiert das kleiner werdende Spiel. – Sollte eine mit einer Spielkompensationseinrichtung 56 ausgerüstete Maschine derart konfiguriert sein, dass sich das Axialspiel immer verkleinert, so ist es bevorzugt, dass eine Montageposition des Axialspielausgleichselements 110 eine im Wesentlichen mechanisch unbelastete Ruheposition des Axialspielausgleichselements 110 ist, wobei das Axialspielausgleichselement 110 insbesondere auf einem vergleichsweise kleinen Durchmesser der positiven Konusvorrichtung 122, 132 sitzt.In embodiments of the invention, with a reduction of the axial play occurring in the process, the axial play compensation element 110 from the axially displacing device 54 against the positive cone device 122 . 132 pressed and radially outward with an increase in the bias of the axial play compensation element 110 be pushed. The axial play compensation element 110 slips in the axial direction A to the fixed device 120 and compensates for the diminishing game. - Should one with a game compensation device 56 equipped machine be configured so that the axial play always decreases, it is preferable that a mounting position of the axial play compensation element 110 a substantially mechanically unloaded rest position of the axial play compensation element 110 is, wherein the axial play compensation element 110 in particular on a comparatively small diameter of the positive cone device 122 . 132 sitting.
Ist die mit der Spielkompensationseinrichtung 56 ausgerüstete Maschine derart konfiguriert, dass das Axialspiel entweder in die eine oder andere Richtung tendiert und/oder dass das Axialspiel oszilliert, so ist eine entsprechende Mittelposition auf der Schräge 123, 133 mit entsprechender ggf. mittlerer Vorspannung eines expandierten Axialspielausgleichselements 110 zu wählen. – Es ist möglich, das Axialspielausgleichselement 110 in dessen Ruheposition zu montieren, wobei dann das Axialspielausgleichselement 110 vom Lager 54 bzw. der Abstützscheibe 100 auf der Schräge 123, 133 bei der Montage nach oben geschoben und dabei radial expandiert wird.Is that with the game compensation device 56 equipped machine configured so that the axial play tends either in one or the other direction and / or that the axial play oscillates, so is a corresponding center position on the slope 123 . 133 with corresponding, if appropriate, medium prestress of an expanded axial play compensation element 110 to choose. - It is possible the axial play compensation element 110 mount in its rest position, in which case the axial play compensation element 110 from the warehouse 54 or the support disk 100 on the slope 123 . 133 pushed up during assembly and thereby expanded radially.
Die 5 zeigt die dritte Ausführungsform der Spielkompensationseinrichtung 56, die im Wesentlichen wie die zweite Ausführungsform aufgebaut ist, wobei ein anders ausgestaltetes Axialspielausgleichselement 110 zur Anwendung kommt. In dieser Ausführungsform ist das Axialspielausgleichselement 110 in einem Querschnitt in Umfangsrichtung U elliptisch, insbesondere kreisförmig, d. h. teilweise oder vollständig bezüglich der Längsachse L punktsymmetrisch. Insbesondere bei einer solchen Ausführungsform ist es möglich, eine in Umfangsrichtung U im Querschnitt gekrümmte Schräge 123, 133 anzuwenden. Hierdurch ist z. B. ein progressives oder degressives Verhalten der Spielkompensationseinrichtung 56 beim Kompensieren des Axialspiels erzielbar.The 5 shows the third embodiment of the game compensation device 56 , which is constructed substantially like the second embodiment, wherein a differently configured axial play compensation element 110 is used. In this embodiment, the axial play compensation element 110 in a cross section in the circumferential direction U elliptical, in particular circular, ie partially or completely with respect to the longitudinal axis L point-symmetrical. In particular, in such an embodiment, it is possible, in the circumferential direction U in cross-section curved slope 123 . 133 apply. This is z. B. a progressive or degressive behavior of the game compensation device 56 achievable when compensating the axial play.
Ferner kann in Ausführungsformen der Erfindung das Axialspielausgleichselement 110 in Umfangsrichtung U geschlossen ausgebildet sein, wobei das Axialspielausgleichselement 110 aus einem Gummimaterial oder einem elastischen Kunststoff bestehen kann. Eine obige (s. 3, 4) oder eine folgende (s. 7) Konfiguration des Axialspielausgleichselements 110 ist natürlich ggf. zusätzlich und/oder alternativ anwendbar. Des Weiteren zeigt die 5 eine auch bei den anderen Ausführungsformen anwendbare axiale Lagerfixierung 44 für das Lager 54, welche z. B. als ein Absatz der Welle 42, ein externer Ring, ein Sicherungsring, ein Aufwurf durch Rollen, eine Schweißverbindung, ein Zusatzelement etc. konzipiert sein kann.Furthermore, in embodiments of the invention, the axial play compensation element 110 be formed closed in the circumferential direction U, wherein the axial play compensation element 110 may consist of a rubber material or an elastic plastic. An above (s. 3 . 4 ) or a following (s. 7 ) Configuration of the axial clearance compensation element 110 is of course additionally and / or alternatively applicable. Furthermore, the shows 5 one with the others Embodiments applicable axial bearing fixation 44 for the warehouse 54 which z. B. as a paragraph of the shaft 42 , an external ring, a locking ring, a ball rolling, a welded joint, an additional element, etc. may be designed.
Die in der 6 dargestellte vierte Ausführungsform der Spielkompensationseinrichtung 56 ist analog zur 1 konzipiert, weist jedoch eine stofflich einstückige oder integrale negative Konusvorrichtung 122, (132) auf, wobei diese Ausführungsform prinzipbedingt eine kinematische Umkehr zu den Ausführungsformen der 1, 2 und 5 darstellt. Eine negative Konusvorrichtung (132) an einem externen Bauteil (130) ist natürlich anwendbar (vgl. 11). – Ferner weist die Ausführungsform der 6 ein im Wesentlichen sternförmiges bzw. polygonales Axialspielausgleichselement 110 (s. 7) auf, wobei das Axialspielausgleichselement 110 bevorzugt punkt- oder radialsymmetrisch ausgebildet ist. Hierbei können die Eckbereiche des Axialspielausgleichselements 110 gerundet sein. Eine obige (s. 3, 4, 5) Konfiguration des Axialspielausgleichselements 110 ist natürlich ggf. zusätzlich und/oder alternativ anwendbar. Das Axialspielausgleichselement 110 wirkt ähnlich wie eine Ziehharmonika, wobei das Axialspielausgleichselement 110 vorzugsweise durch ein Verändern der Winkel größer oder kleiner wird, und eine gleichmäßige symmetrische Verteilung der Anlagefläche und/oder der Eckbereiche auftritt.The in the 6 illustrated fourth embodiment of the game compensation device 56 is analogous to 1 however, has a material integral or integral negative cone device 122 , ( 132 ), this embodiment, in principle, a kinematic reversal to the embodiments of 1 . 2 and 5 represents. A negative cone device ( 132 ) on an external component ( 130 ) is of course applicable (cf. 11 ). Furthermore, the embodiment of the 6 a substantially star-shaped or polygonal Axialspielausgleichselement 110 (S. 7 ), wherein the axial play compensation element 110 is preferably formed point or radially symmetrical. Here, the corner regions of the axial play compensation element 110 be rounded. An above (s. 3 . 4 . 5 ) Configuration of the axial clearance compensation element 110 is of course additionally and / or alternatively applicable. The axial play compensation element 110 acts similar to an accordion, with the axial play compensation element 110 Preferably, by changing the angle is larger or smaller, and a uniform symmetrical distribution of the contact surface and / or the corner regions occurs.
Bei einem sich mit Bezug auf die 6 ständig vergrößernden Axialspiel ist eine Einbauposition des Axialspielausgleichselements 110 derart gewählt, dass es einen möglichst geringen Durchmesser besitzt, d. h. das Axialspielausgleichselement 110 ist nach radial innen vergleichsweise stark vorgespannt. In der Einbauposition sitzt dann das Axialspielausgleichselement 110 innen auf/an der negativen Konusvorrichtung 122, (132) und überbrückt ein vergleichsweise kleines Axialspiel. Vergrößert sich das Axialspiel so gleitet das Axialspielausgleichselement 110 radial nach außen, rutscht in Axialrichtung A weg von der feststehenden Einrichtung 120 und kompensiert das auftretende, größer werdende Spiel.When referring to the 6 constantly increasing axial clearance is an installation position of the axial play compensation element 110 chosen such that it has the smallest possible diameter, ie the axial play compensation element 110 is relatively biased radially inward. In the installed position then sits the axial play compensation element 110 inside on / at the negative cone device 122 , ( 132 ) and bridges a comparatively small axial play. If the axial clearance increases, the axial play compensation element slides 110 radially outward, slips away from the stationary device in the axial direction A. 120 and compensates for the occurring, increasing game.
Bei einer ggf. auftretenden Verkleinerung des Axialspiels kann das Axialspielausgleichselement 110 in Ausführungsformen der Erfindung von der sich axial verlagernden Einrichtung 54 gegen die negative Konusvorrichtung 122, (132) gedrückt und radial nach innen unter einer Erhöhung der Vorspannung des Axialspielausgleichselements 110 geschoben werden. Das Axialspielausgleichselement 110 rutscht dabei in Axialrichtung A zur feststehenden Einrichtung 120 hin und kompensiert das kleiner werdende Spiel. – Sollte eine mit einer Spielkompensationseinrichtung 56 ausgerüstete Maschine derart konfiguriert sein, dass sich das Axialspiel immer verkleinert, so ist es bevorzugt, dass eine Montageposition des Axialspielausgleichselements 110 eine im Wesentlichen mechanisch unbelastete Ruheposition des Axialspielausgleichselements 110 ist, wobei das Axialspielausgleichselement 110 insbesondere auf einem vergleichsweise großen Durchmesser der negativen Konusvorrichtung 122, (132) sitzt.In a possibly occurring reduction of the axial play, the axial play compensation element 110 in embodiments of the invention of the axially displacing device 54 against the negative cone device 122 , ( 132 ) and radially inwardly under an increase in the preload of the axial play compensation element 110 be pushed. The axial play compensation element 110 slips in the axial direction A to the fixed device 120 and compensates for the diminishing game. - Should one with a game compensation device 56 equipped machine be configured so that the axial play always decreases, it is preferable that a mounting position of the axial play compensation element 110 a substantially mechanically unloaded rest position of the axial play compensation element 110 is, wherein the axial play compensation element 110 in particular on a comparatively large diameter of the negative cone device 122 , ( 132 ) sits.
Ist die mit der Spielkompensationseinrichtung 56 ausgerüstete Maschine derart konfiguriert, dass das Axialspiel entweder in die eine oder andere Richtung tendiert und/oder dass das Axialspiel oszilliert, so ist eine entsprechende Mittelposition auf der Schräge 123, (133) mit entsprechender ggf. mittlerer Vorspannung eines komprimierten Axialspielausgleichselements 110 zu wählen. – Es ist möglich, das Axialspielausgleichselement 110 in dessen Ruheposition zu montieren, wobei dann das Axialspielausgleichselement 110 vom Lager 54 bzw. der Abstützscheibe 100 auf der Schräge 123, (133) bei der Montage nach innen geschoben und dabei radial komprimiert wird.Is that with the game compensation device 56 equipped machine configured so that the axial play tends either in one or the other direction and / or that the axial play oscillates, so is a corresponding center position on the slope 123 , ( 133 ) with appropriate, if appropriate, medium prestress of a compressed axial play compensation element 110 to choose. - It is possible the axial play compensation element 110 mount in its rest position, in which case the axial play compensation element 110 from the warehouse 54 or the support disk 100 on the slope 123 , ( 133 ) pushed during assembly inward while being radially compressed.
Die 8 und 9 zeigen eine beispielhafte Anwendung der ersten Ausführungsform der Erfindung auf einen elektromotorischen Hilfsantrieb 1 oder Stellantrieb 1, z. B. für eine Wischeranlage eines Kraftfahrzeugs, wobei der Hilfs- 1 oder Stellantrieb 1 einen Elektromotor 2 und ein daran mechanisch direkt angekoppeltes Getriebe 7 aufweist, das vorliegend als ein Schneckengetriebe 7 ausgebildet ist. Eine Antriebseinheit 40 des Hilfsantriebs 1 umfasst einen Stator 32 und einen Rotor 34 des Elektromotors 2 in einem Motorgehäuse 20, sowie eine Schnecke 72 auf der Welle 42 und ein Schneckenrad 74 des Getriebes 7 in einem Getriebegehäuse 70. Ferner weist die Welle 42 neben dem als Loslager 54 ausgebildeten Lager 54 ein als Festlager 52 ausgebildetes Lager 52 auf, das z. B. als ein radiales Gleitlager 52 (s. 9), ein Wälzlager 52 oder ein Kugellager 52 (s. 8), ggf. mit axialer Abstützung (s. 8, 9), ausgebildet sein kann. Hierbei kann das Festlager 52 im Getriebegehäuse 70 (s. 8) oder im Motorgehäuse 20 (s. 9) vorgesehen sein.The 8th and 9 show an exemplary application of the first embodiment of the invention to an electric motor auxiliary drive 1 or actuator 1 , z. B. for a wiper system of a motor vehicle, wherein the auxiliary 1 or actuator 1 an electric motor 2 and a mechanically coupled directly to it transmission 7 which is present as a worm gear 7 is trained. A drive unit 40 of the auxiliary drive 1 includes a stator 32 and a rotor 34 of the electric motor 2 in a motor housing 20 , as well as a snail 72 on the wave 42 and a worm wheel 74 of the transmission 7 in a gearbox 70 , Furthermore, the shaft points 42 besides that as a floating bearing 54 trained camp 54 as a permanent camp 52 trained camp 52 on, the z. B. as a radial sliding bearing 52 (S. 9 ), a rolling bearing 52 or a ball bearing 52 (S. 8th ), if necessary with axial support (s. 8th . 9 ), may be formed. Here, the fixed bearing 52 in the gearbox 70 (S. 8th ) or in the motor housing 20 (S. 9 ) be provided.
In der Ausführungsform der 8 ist ein einem motorischen Antrieb 32, 34 gegenüberliegendes Ende der Welle 42 im Loslager 54 gelagert, an welches sich axial direkt die erfindungemäße Spielkompensationseinrichtung 56 anschließt (vgl. 1 i. V. m. 5). Die positive Konusvorrichtung 122 der Spielkompensationseinrichtung 56 ist stofflich einstückiger oder integraler Bestandteil des Getriebegehäuses 70 (vgl. 1) kann aber auch an dem Getriebegehäuse 70 als separates Bauteil 130 vorgesehen sein (vgl. 5). Die Konusvorrichtung 122 weist hierbei keine wesentliche zentrale Ausnehmung auf, da die Welle 42 im Loslager 54 bzw. an der Spielkompensationseinrichtung 56 endet (vgl. 5). Die Schnecke 72 sitzt dabei zwischen dem Fest- 52 und dem Loslager 54 auf der Welle 42 im Bereich des Getriebes 7, wobei sich die Welle 42 vom Motor 2 in das Getriebe 7 hinein erstreckt, d. h. eine Ankerwelle 42 des Motors 2 ist gleichzeitig eine einzige Getriebewelle 42. Ferner ist in dieser Ausführungsform das Motorgehäuse 20 nicht vom Getriebegehäuse 70 getrennt.In the embodiment of the 8th is a motor drive 32 . 34 opposite end of the shaft 42 in the floating warehouse 54 mounted on which axially directly the erfindungemäße play compensation device 56 connects (see. 1 i. V. m. 5 ). The positive cone device 122 the game compensation device 56 is a material integral or integral part of the transmission housing 70 (see. 1 ) But also on the gearbox 70 as a separate component 130 be provided (cf. 5 ). The cone device 122 in this case has no significant central recess, since the shaft 42 in the floating warehouse 54 or at the game compensation device 56 ends (cf. 5 ). The snail 72 sits between the festival 52 and the floating bearing 54 on the wave 42 in the area of the gearbox 7 , where the wave 42 from the engine 2 in the transmission 7 extends, ie an armature shaft 42 of the motor 2 is at the same time a single gear shaft 42 , Further, in this embodiment, the motor housing 20 not from the gearbox 70 separated.
In der Ausführungsform der 9 ist das Motorgehäuse 20 vom Getriebegehäuse 70 mittels einer Wandung abgetrennt, wobei ein freier vergleichsweise langer Längsendabschnitt der Ankerwelle 42 bzw. der einzigen Getriebewelle 42 durch die Wandung hindurch in das Getriebe 7 hineinragt und dort mit der darauf sitzenden Schnecke 72 das Schneckenrad 74 antreibt. Eine vollständige Lagerung der Welle 42 findet hierbei bevorzugt im Motorgehäuse 20 statt, wobei sich die Welle 42 durch die Spielkompensationseinrichtung 56 hindurch erstreckt (s. auch 1, vgl. 2, 6, 11), wofür die Konusvorrichtung 122 und die feststehende Einrichtung 120, die bevorzugt ein Abschnitt des Motorgehäuses 20 ist, koaxiale zentrale Ausnehmungen aufweisen. Die positive Konusvorrichtung 122 der Spielkompensationseinrichtung 56 ist vorliegend stofflich einstückiger oder integraler Bestandteil des Motorgehäuses 20, kann aber auch am Motorgehäuse 20 als separates Bauteil 130 vorgesehen sein.In the embodiment of the 9 is the motor housing 20 from the gearbox 70 separated by a wall, wherein a free comparatively long longitudinal end portion of the armature shaft 42 or the single transmission shaft 42 through the wall into the transmission 7 protrudes and there with the snail sitting on it 72 the worm wheel 74 drives. A complete storage of the shaft 42 this is preferably in the motor housing 20 instead, taking the wave 42 through the game compensation device 56 extends through (see also 1 , see. 2 . 6 . 11 ), for which the cone device 122 and the established facility 120 that prefers a section of the motor housing 20 is to have coaxial central recesses. The positive cone device 122 the game compensation device 56 is present materially integral or integral part of the motor housing 20 , but also on the motor housing 20 as a separate component 130 be provided.
In der 10 ist die fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spielkompensationseinrichtung 56 dargestellt, hierbei befindet sich die Spielkompensationseinrichtung 56 ganz allgemein gesprochen mittel- oder unmittelbar zwischen zwei Einrichtungen 34, 42, 46, 52, 54, 120, bevorzugt zwei einer bzw. der Welle 42 zugeordneten Einrichtungen 34, 42, 46, 52, 54, 120, wobei eine – erste/zweite – der Einrichtungen 34, 42, 46, 52, 54, 120 wenigstens eine sich axial verlagernde Einrichtung 34, 42, 46, 54 und eine andere – zweite/erste – Einrichtung 34, 42, 46, 52, 54, 120 eine wenigstens axial feststehende bzw. festgelegte Einrichtung 52, 120 ist. Der Axialspielausgleich findet mittels der erfindungsgemäßen Spielkompensationseinrichtung 56 zwischen diesen beiden Einrichtungen 34, 42, 46, 54; 52, 120 statt, wobei zwischen diesen Einrichtungen 34, 42, 46, 54; 52, 120, also auch zwischen der Spielkompensationseinrichtung 56 und einer oder beiden betreffenden Einrichtungen 34, 42, 46, 54; 52, 120 jeweils eine oder eine Mehrzahl anderer Einrichtungen vorgesehen sein können, was z. B. in den 1, 2, 5, 6, 8 und 9 mittels der Abstützscheibe 100 verdeutlicht ist.In the 10 is the fifth embodiment of the game compensation device according to the invention 56 represented here is the game compensation device 56 generally speaking, directly or indirectly between two institutions 34 . 42 . 46 . 52 . 54 . 120 , preferably two of one or the shaft 42 associated facilities 34 . 42 . 46 . 52 . 54 . 120 , wherein one - first / second - of the facilities 34 . 42 . 46 . 52 . 54 . 120 at least one axially displacing device 34 . 42 . 46 . 54 and another - second / first - device 34 . 42 . 46 . 52 . 54 . 120 an at least axially fixed or fixed device 52 . 120 is. The axial play compensation takes place by means of the play compensation device according to the invention 56 between these two bodies 34 . 42 . 46 . 54 ; 52 . 120 instead, being between these facilities 34 . 42 . 46 . 54 ; 52 . 120 So also between the game compensation device 56 and one or both entities concerned 34 . 42 . 46 . 54 ; 52 . 120 each one or a plurality of other facilities may be provided, which z. Tie 1 . 2 . 5 . 6 . 8th and 9 by means of the support disk 100 is clarified.
Die sich verlagernde Einrichtung 34, 42, 46, 54 kann z. B. ein Rotor 34, eine Welle, wie z. B. eine Vollwelle oder eine Hohlwelle (in der Zeichnung nicht dargestellt), die Welle 42 selbst, eine Abstützung 46 eines Lagerrings, z. B. eines Lagerinnen- (s. 10) oder eines Lageraußenrings (s. 1, 2, 5, 6, 8, 9, 11), ein Lager 54, insbesondere ein Loslager 54 (bezüglich dessen Welle und/oder dessen Führung) bzw. ein Lagerring des Loslagers 54, wie z. B. der Lagerinnen- (s. 10) und/oder der Lageraußenring (s. 1, 2, 5, 6, 8, 9, 11), ein Zahnrad (in der Zeichnung nicht dargestellt), etc. sein. – Ferner kann die feststehende Einrichtung 52, 120 mittelbar oder unmittelbar mit einem Abschnitt eines bzw. des Gehäuses 20, 70 in wenigstens einer translatorischen Richtung fest verbunden sein. Bevorzugt ist die feststehende Einrichtung 52, 120 ein integraler oder stofflich einstückiger Bestandteil des Gehäuses, insbesondere des Gehäuses 20, 70 des Elektromotors 2 bzw. des Getriebes 7, eine am Gehäuse montierbare Einrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt) oder ein Festlager wie z. B. das Festlager 52.The relocating institution 34 . 42 . 46 . 54 can z. B. a rotor 34 , a wave, such as. As a solid shaft or a hollow shaft (not shown in the drawing), the shaft 42 itself, a support 46 a bearing ring, z. B. a Lagerinnen- (s. 10 ) or a bearing outer ring (s. 1 . 2 . 5 . 6 . 8th . 9 . 11 ), a warehouse 54 , in particular a floating bearing 54 (with respect to the shaft and / or its guide) or a bearing ring of the floating bearing 54 , such as B. the Lagerinnen- (s. 10 ) and / or the bearing outer ring (s. 1 . 2 . 5 . 6 . 8th . 9 . 11 ), a gear (not shown in the drawing), etc. be. - Furthermore, the fixed device 52 . 120 directly or indirectly with a portion of the housing 20 . 70 be firmly connected in at least one translational direction. The fixed device is preferred 52 . 120 an integral or material integral part of the housing, in particular of the housing 20 . 70 of the electric motor 2 or the transmission 7 , a housing-mountable device (not shown in the drawing) or a fixed bearing such. B. the fixed bearing 52 ,
Die 10 zeigt die erfindungsgemäße Spielkompensationseinrichtung 56 in einer dritten Ausführungsform des elektromotorischen Hilfsantriebs 1 mit Antriebseinheit 40, wobei das Lager 54 bzw. dessen Innenring – die erste bzw. zweite Einrichtung 54 – und/oder der Rotor 34 oder die Rotorwelle 42 – die zweite bzw. erste Einrichtung 34, 42 – über das Axialspielausgleichselement 110 gegeneinander verschiebbar sind, um eine automatische Nachstellung des Axialspiels auf Null zu erhalten. Hierbei ist die Spielkompensationseinrichtung 56 zwischen dem Lager 54 und dem Rotor 34 des Motors 2 vorgesehen. Der Axialspielausgleich erfolgt dadurch, dass das vorzugsweise aus einem Federstahl bestehende und radial elastische Axialspielausgleichselement 110 die Rampe 132 bzw. Schräge 133 entlang geleitet und auf das Lager 54 wirkt. Hierbei sitzt die Rampe 132 am Rotor 34 an, und in Richtung Lager 54 schließen sich dann das Axialspielausgleichselement 110 und ggf. eine Abstützung 46 eines Innenrings des Lagers 52 an. Die Rampe 132 kann ein separates Element sein oder in ein Gehäuse oder in den Rotor 34 (beides in der Zeichnung nicht dargestellt) integriert sein.The 10 shows the game compensation device according to the invention 56 in a third embodiment of the electromotive auxiliary drive 1 with drive unit 40 , where the bearing 54 or its inner ring - the first and second device 54 - and / or the rotor 34 or the rotor shaft 42 - The second or first device 34 . 42 - About the axial play compensation element 110 are mutually displaceable in order to obtain an automatic adjustment of the axial play to zero. Here is the game compensation device 56 between the camp 54 and the rotor 34 of the motor 2 intended. The axial play compensation takes place in that the preferably made of a spring steel and radially elastic axial play compensation element 110 the ramp 132 or bevel 133 passed along and onto the warehouse 54 acts. Here is the ramp 132 on the rotor 34 on, and towards the camp 54 then close the axial play compensation element 110 and possibly a support 46 an inner ring of the bearing 52 at. The ramp 132 may be a separate element or in a housing or in the rotor 34 (both not shown in the drawing) to be integrated.
Das Axialspielausgleichselement 110 wirkt unmittelbar (in der Zeichnung nicht dargestellt) oder mittelbar auf den Innenring des bevorzugt als Kugellager 54 ausgebildeten Lagers 54, wobei das oder die Lager 52, 54 in ihre Lagersitze gedrückt werden, wobei das Lager 52 bevorzugt ein Festlager 52 ist. – Bei dieser Ausführungsform der Erfindung dreht sich die Spielkompensationseinrichtung 56 mit einer Drehzahl der Welle 42 mit; im Gegensatz zu den anderen Ausführungsformen der Erfindung, bei welchen die Spielkompensationseinrichtung 56 im Wesentlichen drehfest vorgesehen ist. Das Lager 54, auf welches das Axialspielausgleichselement 110 wirkt, kann als Loslager 54 bezüglich der Welle 42 ausgelegt sein, im Gegensatz zu den 8 und 9, bei welchen die Lager 54 auf der Welle 42 fixiert sein können bzw. die Welle 42 mindestens einen Anschlag für das Lager 54 aufweist. Die Rampe 132 bzw. Schräge 133 ist am Rotor 34 abstützend als Zusatzteil oder in den Rotorkörper integriert, der auf der Welle 42 drehfest fixiert ist. – Analog kann statt dem Lager 52 auch die Welle 42 verlagert werden.The axial play compensation element 110 acts directly (not shown in the drawing) or indirectly on the inner ring of the preferred as a ball bearing 54 trained camp 54 , where the one or more bearings 52 . 54 pressed into their bearing seats, the bearing 52 preferably a fixed bearing 52 is. - In this embodiment of the invention, the game compensation device rotates 56 at a speed of the shaft 42 With; in contrast to the other embodiments of the invention, in which the game compensation device 56 is provided substantially rotationally fixed. The warehouse 54 to which the axial play compensation element 110 acts as a floating bearing 54 concerning the wave 42 be designed in contrast to the 8th and 9 in which the bearings 54 on the wave 42 can be fixed or the wave 42 at least one stop for the warehouse 54 having. The ramp 132 or bevel 133 is on the rotor 34 supporting as an accessory or integrated into the rotor body, which on the shaft 42 is rotationally fixed. - Analog can take place instead of the warehouse 52 also the wave 42 be relocated.
Das Axialspielausgleichselement 110 kann dabei wiederum derart wirken, dass es durch ein Zusammenziehen (vgl. 1, 2, 5, 10) oder ein Auseinanderdehnen (vgl. 6, 11) je nach Rampe 132 bzw. Schräge 133 wirkt. Hierbei wirkt das Axialspielausgleichselement 110 über die Rampe 132 bzw. Schräge 133 auf das Lager 54, insbesondere dessen Lauf- bzw. den betreffenden Lagerringring (in der Zeichnung nicht dargestellt). Dabei wird das Lager 54 und/oder die Welle 42 verschoben, so dass kein Axialspiel mehr vorhanden ist. Wirkt eine Kraft auf die Welle 42 und damit auf die Spielkompensationseinrichtung 56, so hält diese durch eine Federkraft des Axialspielausgleichselements 110 und ggf. eine Reibkraft (Anlagefläche) auf der Rampe 132 bzw. Schräge 133 entgegen. So entsteht kein oder nur ein sehr geringes Axialspiel. Entsteht ein Axialspiel, wirkt das Axialspielausgleichselement 110 in dem es sich je nach Aufbau (vgl. 1, 2, 5, 6, 11) zusammenzieht oder ausdehnt und das Axialspiel auf Null reduziert.The axial play compensation element 110 can in turn act in such a way that it can be reduced by contracting (cf. 1 . 2 . 5 . 10 ) or a spreading apart (cf. 6 . 11 ) depending on the ramp 132 or bevel 133 acts. Here, the axial play compensation element acts 110 over the ramp 132 or bevel 133 on the camp 54 , in particular its running or the respective bearing ring ring (not shown in the drawing). This is the camp 54 and / or the wave 42 shifted, so that no axial play longer exists. Acts a force on the shaft 42 and thus on the game compensation device 56 , so this holds by a spring force of the axial play compensation element 110 and possibly a frictional force (contact surface) on the ramp 132 or bevel 133 opposite. This results in no or only a very small axial play. If an axial play occurs, the axial play compensation element acts 110 in which it depends on the structure (cf. 1 . 2 . 5 . 6 . 11 ) contracts or expands and reduces the axial play to zero.
Die 11 zeigt die sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spielkompensationseinrichtung 56, wobei diese bevorzugt unmittelbar zwischen der feststehenden Einrichtung 120 und dem Lager 54 vorgesehen ist. Hierbei ist das Lager 54 wenigstens bezüglich der feststehenden Einrichtung 120 als ein Loslager ausgebildet und kann auf der Welle 42 in eine (s. Lagerfixierung 44) oder beide Axialrichtungen A (in der Zeichnung nicht dargestellt) festgelegt sein. Die als separates Bauteil 130 ausgebildete Rampe 132 ist dabei derart ausgebildet, dass die Rampe 132 nur auf den Lageraußenring wirkt; eine Ausführungsform mit einer auf den Lagerinnenring wirkenden Rampe 132 ist möglich. Das separate Bauteil 130 ist als Konus- oder Kegelstumpfvorrichtung mit negativem Konus bzw. Konusring oder Kegelstumpf bzw. Kegelstumpfring ausgebildet, wobei sich die Welle 42 durch eine zentrale Durchgangsausnehmung im separaten Bauteil 130 hindurch erstreckt. Bei einer nicht durch das separate Bauteil 130 hindurch tretenden Welle 42 kann die Konus- oder Kegelstumpfvorrichtung auch einen negativen Konus oder Kegelstumpf aufweisen (vgl. 5, 8).The 11 shows the sixth embodiment of the game compensation device according to the invention 56 this preferably directly between the fixed device 120 and the camp 54 is provided. Here is the camp 54 at least with respect to the fixed device 120 trained as a floating bearing and can on the shaft 42 in one (see bearing fixation 44 ) or both axial directions A (not shown in the drawing). The as a separate component 130 trained ramp 132 is designed such that the ramp 132 only acts on the bearing outer ring; an embodiment with a force acting on the bearing inner ring ramp 132 is possible. The separate component 130 is designed as a cone or truncated cone device with a negative cone or conical ring or truncated cone or truncated cone, wherein the shaft 42 through a central passage recess in the separate component 130 extends through. In one not by the separate component 130 passing through shaft 42 the conical or truncated cone device can also have a negative cone or truncated cone (cf. 5 . 8th ).
Das Axialspielausgleichselement 110 (vgl. 6) ist dabei derart ausgebildet, dass es in einem radial komprimierten Zustand einbaubar ist und sich bei einem Auftreten eines Axialspiels ausdehnt, bis das Axialspiel Null ist. Dabei gleitet das Axialspielausgleichselement 110 gleichzeitig innen an der feststehenden Einrichtung 120 und die Rampe 132 entlang. Eine Lagerluft bzw. ein Lagerspiel reduziert sich so auf Null, wobei die Kraft des Axialspielausgleichselements 110 auf den Innenring des Lagers 54 wirkt und dieser die Welle 42 und/oder das Lager 54 verschiebt, so dass diese kein axiales Spiel mehr aufweist. Eine Wand der feststehenden Einrichtung 120, an welcher das Axialspielausgleichselement 110 entlang gleitet, kann senkrecht zur Welle 42 liegen (s. 11) oder auch eine Neigung (in der Zeichnung nicht dargestellt) aufweisen. Weist die Wand eine Neigung auf, so bildet sie mit einer betreffenden anderen Seite der Rampe 132 bevorzugt eine v-förmige Anordnung.The axial play compensation element 110 (see. 6 ) is designed such that it can be installed in a radially compressed state and expands when an axial clearance occurs, until the axial play is zero. The axial play compensation element slides 110 at the same time inside the fixed facility 120 and the ramp 132 along. A clearance or a bearing clearance is thus reduced to zero, wherein the force of the axial play compensation element 110 on the inner ring of the bearing 54 and this is the wave 42 and / or the warehouse 54 shifts so that it no longer has any axial play. A wall of the fixed establishment 120 at which the axial play compensation element 110 slides along, perpendicular to the shaft 42 lie (s. 11 ) or a slope (not shown in the drawing). If the wall has an incline, it forms the opposite side of the ramp 132 preferably a V-shaped arrangement.
Ferner kann bei sämtlichen Ausführungsformen der Erfindung statt einer einzigen Rampe 122, 132 bzw. Schräge 123, 133 eine Mehrzahl von Rampen 122, 132 bzw. Schrägen 123, 133 zur Anwendung kommen, die z. B. als Segmente bzw. Kreissegmente angeordnet sind. Die radialen Kanten eines solchen Segments sind dabei bevorzugt abgerundet ausgebildet. Des Weiteren kann eine Führung des Axialspielausgleichselements 110 an der Rampe 122, 132 angewendet werden, was z. B. über eine wenigstens teilweise formschlüssige Verbindung erfolgen kann. Darüber hinaus ist die oben angesprochene v-förmige Anordnung, also der sich in Umfangsrichtung U erstreckende Schlitz für das Axialspielausgleichselement 110, der in Radialrichtung R v-förmig ausgebildet ist, auch bei den anderen Ausführungsformen der Erfindung anwendbar. Hierbei braucht eine v-Form nicht symmetrisch zu sein – All dies ist in der Zeichnung nicht dargestellt.Further, in all embodiments of the invention, instead of a single ramp 122 . 132 or bevel 123 . 133 a plurality of ramps 122 . 132 or bevels 123 . 133 come into use, the z. B. are arranged as segments or circle segments. The radial edges of such a segment are preferably rounded. Furthermore, a guide of the axial play compensation element 110 at the ramp 122 . 132 be applied, what z. B. can be done via an at least partially positive connection. In addition, the above-mentioned V-shaped arrangement, so extending in the circumferential direction U slot for the axial play compensation element 110 , which is V-shaped in the radial direction R, also applicable to the other embodiments of the invention. Here, a v-shape does not need to be symmetrical - all this is not shown in the drawing.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102009020283 A1 [0003] DE 102009020283 A1 [0003]
