DE102016202958A1

DE102016202958A1 - Electric machine, and gear drive unit containing such a machine

Info

Publication number: DE102016202958A1
Application number: DE102016202958.4A
Authority: DE
Inventors: Christian Meyer; Jean-Marc Ritt; Norbert Martin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-02-25
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2017-08-31
Also published as: CN107124062A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (10) und eine diese enthaltende Getriebe-Antriebseinheit (12), mit einem Gehäuse (14), wobei an einem axialen Ende des Gehäuses (14) ein Wälzlager (46) zur Lagerung einer Rotorwelle (20) angeordnet ist, und die Rotorwelle (20) mit einem abtriebsseitigen Bereich durch das Wälzlager (46) hindurch aus dem Gehäuse (14) heraus ragt und am abtriebsseitigen Bereich ein Abtriebselement (64) angeordnet ist, und zwischen dem Abtriebselement (64) und dem Wälzlager (46) eine Schleuderscheibe (74) drehfest auf der Rotorwelle (20) angeordnet ist, und axial zwischen der Schleuderscheibe (74) und dem Wälzlager (46) am Gehäuse (14) gehäusefest eine die Rotorwelle (20) umschließende Hülse (82) angeordnet ist, die ein Eindringen von Schmiermittel (72) in das Wälzlager (46) verhindert.The invention relates to an electric machine (10) and a transmission drive unit (12) containing the same, having a housing (14), wherein a rolling bearing (46) for supporting a rotor shaft (20) is arranged at one axial end of the housing (14) is, and the rotor shaft (20) protrudes with an output side region through the rolling bearing (46) through out of the housing (14) and on the output side region an output element (64) is arranged, and between the output element (64) and the rolling bearing ( 46) a centrifugal disc (74) rotatably on the rotor shaft (20) is arranged, and axially between the centrifugal disc (74) and the roller bearing (46) on the housing (14) fixed to the housing a rotor shaft (20) enclosing sleeve (82) is arranged , which prevents ingress of lubricant (72) into the rolling bearing (46).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine sowie ein Getriebe-Antriebseinheit, die eine solche elektrische Maschine enthält nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche. The invention relates to an electric machine and a transmission drive unit, which includes such an electric machine according to the preamble of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

Aus der EP 2 491 641 B1 ist eine elektrische Maschine bekannt, bei der eine Rotorwelle in einem Gehäuse mittels eines Wälzkörperlagers gelagert ist. Auf der Rotorwelle ist ein Kommutator zur Bestromung des Rotors befestigt. An der dem Kommutator abgewandten Seite des Wälzkörperlagers ist eine Schleuderscheibe auf der Rotorwelle angeordnet, die das Eindringen von Schmiermittel eines über der Schleuderscheibe angeordneten Exzenterlagers in das Wälzkörperlager verhindern soll. Wird jedoch eine solche Anordnung über Kopf eingebaut, kann das radiale nach außen geschleuderte Schmiermittel aufgrund der Schwerkraft trotzdem in das Wälzkörperlager eindringen.From the EP 2 491 641 B1 An electric machine is known in which a rotor shaft is mounted in a housing by means of a roller bearing. On the rotor shaft, a commutator for energizing the rotor is attached. On the side facing away from the commutator Wälzkörperlagers a centrifugal disc is arranged on the rotor shaft, which is intended to prevent the ingress of lubricant disposed above the centrifugal disc eccentric bearing in the Wälzkörperlager. However, if such an arrangement is installed overhead, the radial outwardly hurled lubricant can still penetrate into the rolling element bearing due to gravity.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Um das oben beschriebene Problem zu lösen, weist die erfindungsgemäße elektrische Maschine zwischen dem Wälzlager und einem Schmiermittel aufweisenden Abtriebselement an Hülse auf, die die Rotorwelle vollständig umschließt. Diese Hülse ist gegenüber dem Lagersitz des Wälzlagers abgedichtet, so dass auch bei einer Einbaulage, bei der das Abtriebselement oberhalb des Wälzlagers angeordnet ist, ein Eindringen von herabfließendem Schmiermittel in das Wälzlager verhindert wird. In order to solve the problem described above, the electric machine according to the invention between the rolling bearing and a lubricant having output element on sleeve, which completely surrounds the rotor shaft. This sleeve is sealed relative to the bearing seat of the rolling bearing, so that even in an installed position, in which the output element is arranged above the rolling bearing, penetration of lubricant flowing down into the rolling bearing is prevented.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung für eine elektrische Maschine, die als Innenläufer ausgebildet ist, wobei der äußere Stator in einem Poltopf als Gehäuse aufgenommen ist. Dabei ragt die Rotorwelle durch eine entsprechende Öffnung im Gehäuseboden des Poltopfes, an dem gleichzeitig ein Lagersitz für das Wälzlager der Rotorwelle ausgebildet ist. The measures listed in the dependent claims, advantageous refinements and improvements of the main claim features. Particularly advantageous is the invention for an electrical machine, which is designed as an internal rotor, wherein the outer stator is accommodated in a pole pot as a housing. In this case, the rotor shaft protrudes through a corresponding opening in the housing bottom of the pole pot, at the same time a bearing seat for the rolling bearing of the rotor shaft is formed.

Dazu kann in einem einzigen Prozessschritt mit der Herstellung des Poltopfes an dessen Bodenfläche ein axialer Fortsatz mittels Tiefziehen ausgeformt werden, in dem das Wälzlager befestigt wird. Dabei ist dieser Außendurchmesser des axialen Fortsatzes geringer als die Umfangswand des Stators, die gleichzeitig den magnetischen Rückschluss bildet.For this purpose, an axial extension can be formed by deep drawing in a single process step with the production of the pole pot on the bottom surface, in which the rolling bearing is attached. In this case, this outer diameter of the axial extension is smaller than the circumferential wall of the stator, which simultaneously forms the magnetic return path.

Um das Wälzlager zuverlässig gegen Schmiermittel abzudichten, schließt sich die Hülse axial direkt an den axialen Fortsatz an, der das Wälzlager aufnimmt. Die äußere Umfangsfläche der Hülse liegt dabei radial innerhalb der äußeren Umfangsfläche des radialen Fortsatzes, so dass beim Einbau der elektrischen Maschine in ein Getriebegehäuse ein ringförmiger Hohlraum radial außerhalb der Hülse entsteht, der überflüssiges Schmiermittel aufnehmen kann. In order to reliably seal the rolling bearing against lubricant, the sleeve connects axially directly to the axial extension, which receives the rolling bearing. The outer peripheral surface of the sleeve is located radially inside the outer peripheral surface of the radial extension, so that when installing the electric machine in a transmission housing, an annular cavity is formed radially outside of the sleeve, which can accommodate superfluous lubricant.

Axial zwischen der Hülse und dem Abtriebselement ist die Schleuderscheibe drehfest auf der Rotorwelle befestigt, wobei deren äußere Umfangskante radial über die äußere Umfangsfläche der Hülse übersteht. Dadurch wird vorteilhaft das von dem Abtriebselement aufgrund der Schwerkraft nach unten fließende Schmiermittel durch die Schleuderscheibe radial außerhalb der Hülse geschleudert und kann weiterhin in den Hohlraum, der außerhalb der Hülse gebildet wird, nach unten in ein Reservoir fließen. Axially between the sleeve and the output member, the centrifugal disc is rotatably mounted on the rotor shaft, wherein the outer peripheral edge projects radially beyond the outer peripheral surface of the sleeve. As a result, the lubricant flowing downwardly from the output element due to gravity is advantageously thrown radially outward of the sleeve by the centrifugal disk and can continue to flow down into a reservoir into the cavity which is formed outside the sleeve.

Um eine den Wirkungsgrad der elektrischen Maschine beeinträchtigende Reibung zwischen der Rotorwelle und der Hülse zu verhindern, ist radial zwischen der Hülse und der Rotorwelle ein Spalt ausgebildet. Aus demselben Grund ist eine axiale Oberkante der Hülse axial beabstandet zur Schleuderscheibe angeordnet. Die Schleuderscheibe bildet somit eine Art Schutzschirm der axial über dem Spalt zwischen der Hülse und der Rotorwelle angeordnet ist und somit ein Eindringen von Schmiermitteln in das Wälzlager verhindert.In order to prevent the efficiency of the electric machine impairing friction between the rotor shaft and the sleeve, a gap is formed radially between the sleeve and the rotor shaft. For the same reason, an axial upper edge of the sleeve is arranged axially spaced from the centrifugal disc. The centrifugal disc thus forms a kind of protective shield which is arranged axially above the gap between the sleeve and the rotor shaft and thus prevents the penetration of lubricant into the rolling bearing.

Dabei ist die Schleuderscheibe derart auf die Rotorwelle montiert, dass kein Schmiermittel zwischen den Innenumfang der Schleuderscheibe und der Rotorwelle hindurch dringen kann. Bevorzug ist hierzu die Schleuderscheibe aus einem Elastomer gefertigt, wobei die Schleuderscheibe direkt dichtend auf die Rotorwelle aufgepresst wird. In this case, the centrifugal disc is mounted on the rotor shaft so that no lubricant between the inner circumference of the centrifugal disc and the rotor shaft can penetrate. Favor is for this purpose the centrifugal disc made of an elastomer, wherein the centrifugal disc is pressed directly sealingly on the rotor shaft.

In einer ersten Ausführung der Erfindung ist die Hülse als ein von dem Gehäuse separat gefertigtes Bauteil hergestellt. Danach wird die Hülse derart an das axiale Ende des Gehäuses befestigt, dass diese Verbindung bezüglich des Schmiermittels dicht ist. Beispielsweise wird das Bauteil an die axiale Stirnseite des Gehäuses, bzw. des axialen Fortsatzes angeklebt. Besonders kostengünstig kann die Hülse als Kunststoff-Spritzgssteil hergestellt werden.In a first embodiment of the invention, the sleeve is made as a component manufactured separately from the housing. Thereafter, the sleeve is attached to the axial end of the housing such that this connection is sealed with respect to the lubricant. For example, the component is adhered to the axial end side of the housing, or the axial extension. Particularly cost, the sleeve can be made as a plastic injection molded part.

In einer alternativen Ausführung ist die Hülse in einem Arbeitsgang mit der Herstellung des Gehäuses mittels Tiefziehen hergestellt. Dabei wird nach dem Ausbilden des Lagersitzes axial ein weiteres Gehäuseteil mit geringerem Durchmesser gezogen, das dann die Hülse bildet. Bei dieser Ausführung ist die Hülse integraler Bestandteil des als Tiefziehteil hergestellten Poltopfes. In an alternative embodiment, the sleeve is manufactured by deep drawing in one operation with the manufacture of the housing. In this case, a further housing part with a smaller diameter is pulled axially after the formation of the bearing seat, which then forms the sleeve. In this embodiment, the sleeve is an integral part of the pole pot produced as a deep-drawn part.

Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist das Abtriebselement als Schnecke ausgebildet, die mit einem entsprechenden Schneckenrad einer Getriebeeinheit zusammenwirkt. In a preferred embodiment of the invention, the output element is designed as a worm, which cooperates with a corresponding worm gear of a gear unit.

Eine solche erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinheit, bei dem der Elektromotor über das Abtriebselement zumindest ein weiteres Getriebeelement antreibt, kann erfindungsgemäß besonders vorteilhaft als Aktuator in einem Kraftfahrzeug verwendet werden. Beispielsweise kann ein solcher Aktuator Elemente des Antriebsstrangs des Fahrzeugs betätigen, wie beispielsweise Kupplungselemente oder aber Ventilsysteme betätigen oder eine Pumpe im Kraftfahrzeug antreiben. Dabei eignet sich eine solche Getriebe-Antriebseinheit besonders auch für eine Anordnung außerhalb des Innenraums des Fahrzeugs, beispielsweise im Motorraum, da sie besonders robust ausgeführt ist. Dabei wird das Gehäuse mit der elektrischen Maschine schmiermitteldicht an das entsprechende Getriebegehäuse der Getriebeeinheit angeflanscht. Such a transmission drive unit according to the invention, in which the electric motor drives at least one further transmission element via the output element, can be used particularly advantageously according to the invention as an actuator in a motor vehicle. For example, such an actuator actuate elements of the drive train of the vehicle, such as clutch elements or operate valve systems or drive a pump in the vehicle. In this case, such a transmission drive unit is particularly suitable for an arrangement outside the interior of the vehicle, for example in the engine compartment, as it is designed to be particularly robust. The housing is flanged with the electric machine lubricant seal to the corresponding gear housing of the gear unit.

Von besonderem Vorteil ist hierbei, dass die Getriebe-Antriebseinheit im Kraftfahrzeug derart angeordnet sein kann, dass sich die Getriebeeinheit mit dem Abtriebs Element axial oberhalb der elektrischen Maschine, insbesondere oberhalb des Wälzlagers befindet. Aufgrund der Ausbildung der erfindungsgemäßen Hülse wird auch bei dieser Einbaulage über Kopf ein Eindringen von Schmiermitteln in das Wälzlager verhindert.Of particular advantage here is that the transmission drive unit in the motor vehicle can be arranged such that the transmission unit with the output element is located axially above the electric machine, in particular above the rolling bearing. Due to the design of the sleeve according to the invention, a penetration of lubricants into the rolling bearing is prevented even in this mounting position overhead.

Dabei bildet das Getriebe eine Umfangswand, die radial beanstandet zur äußeren Umfangsfläche der Hülse angeordnet ist. Dadurch wird zwischen der Hülse und dem Getriebegehäuse ein Volumen zur Verfügung gestellt, dass als Schmiermittel-Reservoir dient. In this case, the transmission forms a peripheral wall which is disposed radially spaced apart from the outer peripheral surface of the sleeve. As a result, a volume is made available between the sleeve and the transmission housing, which serves as a lubricant reservoir.

Durch die entsprechende Wahl des Außendurchmessers aus der Hülse und des Innendurchmessers des entsprechenden Getriebegehäuseteils im axialen Bereich der Hülse kann die Größe des Schmiermittel-Reservoirs vorgegeben werden. Als weiterer Parameter für das Volumen des Hohlraums kann die axiale Ausdehnung der Hülse entsprechend gewählt werden, so dass auch bei einer schrägen Betriebslage der Rotorwelle, beispielsweise bei einer schrägen Straßenlage dennoch ein ausreichend großer Hohlraum für das überflüssige Schmiermittel zur Verfügung steht. In einer bevorzugten Ausführung weist das Volumen des Hohlraumes bei vertikaler Lage der Rotorquelle etwa 1 bis 5 cm³ auf, das sich dann bei Schräglage der Rotorwelle bei einer Neigung bis etwa 30° etwa halbieren kann. By the appropriate choice of the outer diameter of the sleeve and the inner diameter of the corresponding gear housing part in the axial region of the sleeve, the size of the lubricant reservoir can be specified. As a further parameter for the volume of the cavity, the axial extent of the sleeve can be selected accordingly, so that even with an oblique operating position of the rotor shaft, for example in an oblique road position, a sufficiently large cavity for the superfluous lubricant is available. In a preferred embodiment, the volume of the cavity in the vertical position of the rotor source about 1 to 5 cm ³ , which can then approximately halve at an inclination of about 30 ° at an angle of the rotor shaft.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Getriebegehäuse eine zylindrische Innenfläche aufweist, die direkt an der radialen Außenfläche des radialen Fortsatzes anliegt. Um zu verhindern, dass Schmiermittel zwischen dem Getriebegehäuse und dem Gehäuse der elektrischen Maschine nach außen dringt, können vorteilhaft Dichtelemente, insbesondere Dichtringe, zwischen dem Polgehäuse und der Aufnahme des Getriebegehäuses angeordnet werden. Beispielsweise ist ein O-Ring zwischen der Bodenfläche des Poltopfes und dem Getriebegehäuse eingespannt. It when the gear housing has a cylindrical inner surface which rests directly on the radial outer surface of the radial extension is particularly advantageous. In order to prevent lubricant from penetrating outwards between the gear housing and the housing of the electrical machine, it is advantageous to be able to arrange sealing elements, in particular sealing rings, between the pole housing and the housing of the gear housing. For example, an O-ring is clamped between the bottom surface of the pole pot and the transmission housing.

Zur Verbindung der elektrischen Maschine mit dem Getriebegehäuse kann am Poltopf ein Befestigungsflansch angeordnet sein, der direkt mit einem Gegenflansch des Getriebegehäuses verbindbar ist. Die Verbindung kann mittels Verbindungselementen, wie Schrauben oder Nieten ausgeführt sein, oder aber mittels einer plastischen Materialumformung. In einer bevorzugten Ausführung ist der Befestigungsflansch als separates Bauteil, insbesondere ein Biegestanzteil hergestellt, das dann am äußeren Umfang des Gehäuses befestigt wird. Die elektrische Maschine ist beispielsweise als elektronisch kommutierter Elektromotor ausgebildet, wobei an der dem axialen Fortsatz gegenüberliegenden Seite des Gehäuses dieses mit einem entsprechenden Elektronikgehäuse verschlossen ist. Je nach Anwendung kann das Elektronikgehäuse eine mehr oder weniger umfangsreiche Elektronik aufnehmen. To connect the electrical machine to the transmission housing, a mounting flange can be arranged on the pole pot, which can be connected directly to a counter flange of the transmission housing. The connection can be made by means of connecting elements, such as screws or rivets, or by means of a plastic material deformation. In a preferred embodiment, the mounting flange is made as a separate component, in particular a bending stamped part, which is then fastened to the outer circumference of the housing. The electric machine is formed, for example, as an electronically commutated electric motor, wherein on the opposite side of the axial extension of the housing, this is closed with a corresponding electronics housing. Depending on the application, the electronics housing can accommodate a more or less extensive electronics.

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen, in den verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:Further features of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings, in which various embodiments of the invention are shown. Show it:

1 einen Querschnitt durch eine erste erfindungsgemäße elektrische Maschine und 1 a cross section through a first electrical machine according to the invention and

2 eine Ansicht einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit. 2 a view of a second embodiment of a transmission drive unit according to the invention.

Die 1 zeigt eine elektrische Maschine 10, bei der ein Stator 16 und ein Rotor 18 in einem Gehäuse 14 angeordnet sind. Der Stator 16 und der Rotor 18 bilden in diesem Ausführungsbeispiel ein elektronisch kommutierten Elektromotor 11, bei dem der Stator 16 mehrere elektrische Spulen 17 aufweist, die ein elektrisches Feld zur Drehbewegung des Rotors 18 erzeugen können. Das Gehäuse 14 ist als Poltopf 15 ausgebildet, der gleichzeitig einen elektrischen Rückschluss für die elektrischen Spulen 17 bildet. Das Gehäuse 14 ist beispielsweise mittels Tiefziehen aus einem Metallblech hergestellt und ist in 1 nach unten hin offen ausgebildet. Das Gehäuse 14 weist an seinem offenen, unteren Ende einen Flansch 30 auf, an den beiden beispielsweise ein Elektronik- und/oder Sensorikgehäuse 32 angefügt sein kann. Das Gehäuse 14 weist eine näherungsweise zylindrische Seitenwand 34 auf, an der innen Spulenträger 36 radial anliegen, die die elektrische Spulen 17 aufnehmen. Am oberen axialen Ende weist das Gehäuse 14 eine Bodenfläche 40 auf, von der sich ein axialer Fortsatz 42 erstreckt, der einen Lagersitz 44 für ein Wälzlager 46 bildet. Dabei ist der Außendurchmesser 48 des axialen Fortsatzes 42 kleiner als der Durchmesser 35 der Seitenwände 34. Das Wälzlager 46 ist beispielsweise in den Lagersitz 44 eingepresst oder mittels plastischer Materialumformung formschlüssig im Gehäuse 14 befestigt. Dabei weist das Wälzlager 46 einen Außenring 50 auf, der über die Wälzkörper 52 mit einem Innenring 54 des Wälzlagers 46 verbunden ist. Der Innenring 54 ist drehfest mit einer Rotorwelle 20 verbunden, auf der der Rotor 18 angeordnet ist. Der Rotor 18 weist einen Rotorkörper 56 auf, der aus einzelnen Blechlamellen 57 zusammengesetzt ist und mehrere Permanentmagnete 58 trägt, die durch den Stator 16 in Rotation versetzt werden. Am axialen Ende des axialen Fortsatzes 42 weist das Gehäuse 14 eine Öffnung 60 auf, durch die die Rotorwelle 20 von dem Innenraum des Gehäuses 14 nach außen ragt. Der äußere Teil der Rotorwelle 20 bildet einen abtriebsseitigen Bereich 21, an dem ein Abtriebselement 64 angeordnet ist, das ein Drehmoment des Elektromotors 11 an ein Getriebeelement 66 übertragen kann. Im Ausführungsbeispiel ist das Abtriebselement 64 als Gewindeschnecke 68 ausgebildet. Die Gewindeschnecke 68 kann als separates Bauteil auf den abtriebsseitigen Bereich 21 der Rotorwelle 20 aufgepresst werden oder direkt plastisch aus dem Wellenmaterial geformt werden.The 1 shows an electric machine 10 in which a stator 16 and a rotor 18 in a housing 14 are arranged. The stator 16 and the rotor 18 Form in this embodiment, an electronically commutated electric motor 11 in which the stator 16 several electric coils 17 comprising an electric field for rotational movement of the rotor 18 can generate. The housing 14 is as a pole pot 15 formed, at the same time an electrical conclusion for the electric coils 17 forms. The housing 14 is made for example by deep drawing from a metal sheet and is in 1 open at the bottom. The housing 14 has at its open, lower end a flange 30 on, at the two example, an electronics and / or sensor housing 32 can be attached. The housing 14 has one approximately cylindrical side wall 34 on, on the inside coil carrier 36 radially abut the electric coils 17 take up. At the upper axial end, the housing 14 a floor area 40 on, from which an axial extension 42 extends, which has a bearing seat 44 for a rolling bearing 46 forms. Here is the outer diameter 48 of the axial extension 42 smaller than the diameter 35 the side walls 34 , The rolling bearing 46 is for example in the bearing seat 44 pressed or by means of plastic material forming positively in the housing 14 attached. In this case, the rolling bearing 46 an outer ring 50 on top of the rolling elements 52 with an inner ring 54 of the rolling bearing 46 connected is. The inner ring 54 is non-rotatable with a rotor shaft 20 connected, on which the rotor 18 is arranged. The rotor 18 has a rotor body 56 on, made of individual laminations 57 is composed of several permanent magnets 58 carries that through the stator 16 be set in rotation. At the axial end of the axial extension 42 shows the case 14 an opening 60 on, through which the rotor shaft 20 from the interior of the housing 14 protrudes outwards. The outer part of the rotor shaft 20 forms a driven-side area 21 to which an output element 64 is arranged, which is a torque of the electric motor 11 to a transmission element 66 can transfer. In the embodiment, the output element 64 as a threaded screw 68 educated. The thread screw 68 can as a separate component on the output side area 21 the rotor shaft 20 be pressed or molded directly plastic from the shaft material.

Bei einer typischen Anwendung befindet sich die Rotorwelle 20 in einer vertikalen Einbaulage 70, so dass das Abtriebselement 64 vertikal über dem Wälzlager 46 angeordnet ist. Das Abtriebselement 64 und das in 2 angedeutete Getriebeelement 66 sind mit Schmiermittel 72 versehen, um über die gesamte Lebensdauer der Getriebe-Antriebseinheit 12 eine optimale Getriebefunktion zu gewährleisten. Um zu verhindern, dass Schmiermittel 72 vom Abtriebselement 64 axial entlang der Rotorwelle 20 in das Wälzlager 46 eindringt, ist zwischen dem Abtriebselement 64 und dem Wälzlager 46 eine Schleuderscheibe 74 auf der Rotorwelle 20 angeordnet. Die Schleuderscheibe 74 ist „schmiermitteldicht“ auf die Rotorwelle 20 aufgepresst, so dass die Schleuderscheibe 74 eine Barriere für das nach unten fließende Schmiermittel 72 bildet. Am radial äußeren Rand weist die Schleuderscheibe eine Schleuderkante 76 auf, an der das Schmiermittel 72 bei der Rotation der Ankerwelle 20 radial nach außen gegen ein Getriebegehäuse 80 geschleudert wird. Zwischen der Schleuderscheibe 74 und einer axialen Stirnseite 43 des axialen Fortsatzes 42 ist eine Hülse 82 angeordnet, die die Rotorwelle 20 vollständig umschließt. Die radiale Innenfläche der Hülse 82 ist beabstandet zur Rotorwelle 20 angeordnet, wodurch eine den Wirkungsgrad verringernde Reibung zwischen der Rotorwelle 20 und dem Gehäuse 14 verhindert wird. Ein axial oberer Rand 86 der Hülse 82 weist auch einen Abstand zur Schleuderscheibe 74 auf. Dadurch soll ebenfalls die Reibung zwischen der Rotorwelle 20 und dem Gehäuse 14 möglichst vermieden werden. Die Hülse 82 ist schmiermitteldicht mit dem axialen Fortsatz 42 verbunden, so dass am Getriebegehäuse 80 abfließendes Schmiermittel 72 nicht in das Wälzlager 46 eindringen kann. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist hierzu die Hülse 82 als separates Bauteil, beispielsweise aus Kunststoff, gebildet. Die Hülse 82 ist dann an der axialen Stirnseite 43 des axialen Fortsatzes 42 abgedichtet, beispielsweise durch Ankleben der Hülse 82. Die axiale Erstreckung 90 der Hülse 82 entspricht etwa der axialen Ausdehnung 91 des Wälzlagers 46.In a typical application, the rotor shaft is located 20 in a vertical installation position 70 so that the output element 64 vertically above the rolling bearing 46 is arranged. The output element 64 and that in 2 indicated gear element 66 are with lubricant 72 provided to over the life of the gear drive unit 12 to ensure an optimal transmission function. To prevent lubricant 72 from the output element 64 axially along the rotor shaft 20 in the rolling bearing 46 penetrates, is between the output element 64 and the rolling bearing 46 a slinger 74 on the rotor shaft 20 arranged. The slinger 74 is "lubricant-tight" on the rotor shaft 20 Pressed so that the centrifugal disc 74 a barrier to the downflowing lubricant 72 forms. At the radially outer edge, the centrifugal disc has a centrifugal edge 76 on top of that the lubricant 72 during the rotation of the armature shaft 20 radially outward against a transmission housing 80 is thrown. Between the slinger 74 and an axial end face 43 of the axial extension 42 is a sleeve 82 arranged the rotor shaft 20 completely encloses. The radial inner surface of the sleeve 82 is spaced from the rotor shaft 20 arranged, whereby an efficiency-reducing friction between the rotor shaft 20 and the housing 14 is prevented. An axially upper edge 86 the sleeve 82 also has a distance to the centrifugal disc 74 on. This should also be the friction between the rotor shaft 20 and the housing 14 avoided as far as possible. The sleeve 82 is lubricant-tight with the axial extension 42 connected so that on the gearbox 80 draining lubricant 72 not in the rolling bearing 46 can penetrate. In the embodiment of 1 this is the sleeve 82 formed as a separate component, for example made of plastic. The sleeve 82 is then at the axial end face 43 of the axial extension 42 sealed, for example by gluing the sleeve 82 , The axial extent 90 the sleeve 82 corresponds approximately to the axial extent 91 of the rolling bearing 46 ,

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer elektrischen Maschine 10 dargestellt, die in ein Getriebegehäuse 80 einer Getriebe-Einheit 81 eingebaut ist, die zusammen eine Getriebe-Antriebseinheit 12 bilden. Dabei ist das Abtriebselement 64 wiederum über Kopf eingebaut. Jedoch ist in diesem Beispiel die Rotorwelle 20 um einen Neigungswinkel 71 gegenüber der vertikalen Richtung 70 geneigt. Eine solche Neigungsrichtung 69 gegenüber der Vertikalen 70 kann beispielsweise entstehen, wenn die Getriebe-Antriebseinheit 12 in ein Fahrzeug eingebaut ist, und dieses an einer Steigung gegenüber der Horizontalen geneigt ist. Das Getriebegehäuse 80 gemäß 2 weist einen zylindrischen Bereich 92 auf, dessen Innenwand an der radialen Außenfläche 41 des axialen Fortsatzes 42 anliegt. Dabei sind an der Außenfläche 41 Teilbereiche mit exakt definiertem Durchmesser ausgebildet, mit denen die elektrische Maschine 10 im zylindrischen Bereich 92 des Getriebegehäuses 80 zentriert wird. Der Außendurchmesser 83 der Hülse 82 ist kleiner als der Innendurchmesser 94 des zylindrischen Bereiches 92 der Getriebegehäuses 80, so dass zwischen der Innenwand 92 des Getriebegehäuses 80 und der Außenfläche 85 der Hülse 82 ein ringförmiger Hohlraum 96 entsteht, der zur Aufnahme von überflüssigem Schmiermittel 72 geeignet ist. Dabei bildet der axiale obere Rand 86 der Hülse 82 nach oben hin die axiale Begrenzung des Hohlraums 96. In 2 ist das maximale Volumen für den Hohlraum 96 bei einem bestimmten Neigungswinkel 71 dargestellt, das kleiner ist, als wenn die Rotorwelle 20 genau in Vertikalrichtung 70 verläuft. Die Maße der Hülse 82 und der Innenwand 92 des Getriebegehäuses 80 werden derart gewählt, dass bei maximal auftretenden Neigungswinkel 71 über die gesamte Lebensdauer der Getriebe-Antriebseinheit 12 ein genügend großes Volumen 97 für die Aufnahme von überflüssigem Schmiermittel 72 zur Verfügung steht. Das Getriebegehäuse 80 ist gegenüber dem Gehäuse 14 schmiermitteldicht abgedichtet. Hierzu werden bevorzugt separate Dichtmittel 39 zwischen das Getriebegehäuse 80 und das Gehäuse 14 eingepresst. Beispielsweise ist ein axialer Dichtring zwischen der Bodenfläche 40 des Poltopfes 15 und dem Getriebegehäuse 80 über einen Befestigungsflansch 98 verspannt. Alternativ kann auch ein Radialdichtring zwischen dem Poltopf 15 und dem Getriebegehäuse 80 angeordnet werden. Zur Befestigung der elektrischen Maschine 10 am Getriebegehäuse 80 weist die elektrische Maschine 10 an der Seitenwand 34 den Befestigungsflansch 98 auf, der mit dem Getriebegehäuse 80 verbunden ist. Beispielsweise wird der Befestigungsflansch 98 mittels Verbindungselement 99 fest geschraubt, oder mittels plastischer Materialumformung befestigt. Der Befestigungsflansch 98 ist beispielsweise als Biegestanzteil ausgebildet und am äußeren Rand des Poltopfes 15 fest geschweißt. Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist die Hülse 82 einstückig mit dem Gehäuse 14 ausgebildet. Dazu wird mittels Tiefziehen des Poltopfes 15 zusätzlich zum axialen Fortsatz 42 die Hülse 82 als weiterer zusätzlicher axialer Zylinder mit geringerem Außendurchmesser 83 als der Außendurchmesser 48 des axialen Fortsatzes 42 ausgebildet. Der Außendurchmesser 83 der Hülse 82 ist dabei bevorzugt kleiner als ein Innendurchmesser des Außenrings 50 des Wälzlagers 46. Die Schleuderscheibe 74 ist beispielsweise aus einem Elastomer-Material gebildet und wird direkt auf die Rotorwelle 20 aufgepresst. Dazu weist die Schleuderscheibe 74 einen rohrförmigen Befestigungsbereich 73 auf, an dem sich axial die sich radial erstreckende Scheibe 75 anschließt. Der ringförmige Hohlraum 96, der als Ölreservoir 97 dargestellt ist, weist in der Vertikalrichtung 70 der Rotorwelle 20 etwa ein Volumen von 1 bis 4 cm³ auf. Beträgt das Volumen des Schmiermittel-Reservoirs bei vertikaler Ausrichtung 70 beispielsweise 2,5 cm³ wird dieses bei einem Neigungswinkel 71 von beispielsweise 30° auf ca. 1,3 cm³ reduziert.In 2 is another embodiment of an electric machine 10 shown in a gearbox 80 a gear unit 81 is installed, which together form a transmission drive unit 12 form. Here is the output element 64 again built in overhead. However, in this example, the rotor shaft 20 around a tilt angle 71 opposite the vertical direction 70 inclined. Such a direction of inclination 69 opposite the vertical 70 may, for example, arise when the transmission drive unit 12 is mounted in a vehicle, and this is inclined on a slope relative to the horizontal. The gearbox 80 according to 2 has a cylindrical area 92 on, whose inner wall on the radial outer surface 41 of the axial extension 42 is applied. Here are on the outer surface 41 Subareas formed with exactly defined diameter, with which the electric machine 10 in the cylindrical area 92 of the gearbox 80 is centered. The outer diameter 83 the sleeve 82 is smaller than the inside diameter 94 of the cylindrical area 92 the gearbox housing 80 so that between the inner wall 92 of the gearbox 80 and the outer surface 85 the sleeve 82 an annular cavity 96 arises, which absorbs excess lubricant 72 suitable is. The axial upper edge forms 86 the sleeve 82 towards the top, the axial boundary of the cavity 96 , In 2 is the maximum volume for the cavity 96 at a certain angle of inclination 71 shown, which is smaller than when the rotor shaft 20 exactly in vertical direction 70 runs. The dimensions of the sleeve 82 and the inner wall 92 of the gearbox 80 are chosen such that at maximum tilt angle 71 over the entire life of the gear drive unit 12 a sufficiently large volume 97 for the absorption of superfluous lubricant 72 is available. The gearbox 80 is opposite the case 14 sealed lubricant seal. For this purpose, separate sealing means are preferred 39 between the gearbox 80 and the casing 14 pressed. For example, an axial sealing ring between the bottom surface 40 of the pole pot 15 and the transmission housing 80 via a mounting flange 98 braced. Alternatively, a radial seal between the pole pot 15 and the transmission housing 80 to be ordered. For fixing the electric machine 10 on the gearbox 80 has the electric machine 10 on the side wall 34 the mounting flange 98 on that with the gearbox 80 connected is. For example, the mounting flange 98 by means of connecting element 99 firmly screwed, or fixed by means of plastic material deformation. The mounting flange 98 is designed for example as a bending stamped part and at the outer edge of the pole pot 15 firmly welded. In the embodiment according to 2 is the sleeve 82 integral with the housing 14 educated. This is done by deep drawing the pole pot 15 in addition to the axial extension 42 the sleeve 82 as another additional axial cylinder with a smaller outer diameter 83 as the outer diameter 48 of the axial extension 42 educated. The outer diameter 83 the sleeve 82 is preferably smaller than an inner diameter of the outer ring 50 of the rolling bearing 46 , The slinger 74 is for example made of an elastomeric material and is applied directly to the rotor shaft 20 pressed. For this purpose, the slinger 74 a tubular attachment area 73 on which axially the radially extending disc 75 followed. The annular cavity 96 that as an oil reservoir 97 is shown has in the vertical direction 70 the rotor shaft 20 about a volume of 1 to 4 cm ³ . Is the volume of the lubricant reservoir in vertical alignment 70 For example, 2.5 cm ³ , this is at a tilt angle 71 reduced from, for example, 30 ° to about 1.3 cm ³ .

Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die Geometrie der Außendurchmesser und die axiale Erstreckung der Hülse 82 und entsprechend die Innenwand des Getriebegehäuses 80 an die für die Anwendung notwendige Größe des Schmiermittel-Reservoirs angepasst werden. Alternativ kann das Wälzlager auch axial innerhalb der Seitenwand 34 angeordnet werden, wobei dann die Hülse 82 direkt an der Bodenfläche 40 des Gehäuses 40 angeordnet ist. Des Weiteren kann die Art der Befestigung der elektrischen Maschine 11 am Getriebegehäuse variiert werden, solange diese Schmiermitteldicht ist. Die Erfindung kann prinzipiell auch auf die Ausführung eines DC-Motors übertragen werden, bei der die Rotorwelle 20 aus der Bodenfläche 40 des Poltopfes 15 ragt. Die elektrische Maschine 10 findet vorzugsweise Anwendung in einer Getriebe-Antriebseinheit 12 als Motorraumsteller im Kraftfahrzeug, beispielsweise zur Verstellung von beweglichen Teilen oder zum Betreiben von Pumpen im Motorraum, ist jedoch nicht auf solche Anwendungen beschränkt. Bei der elektrische Maschine sind bevorzugt im Poltopf 15 elektrische Spulen 17 zur Ausbildung des Stators 16 angeordnet, und der Rotor 18 ist aus einzelnen geschichteten Lamellenblechen 57 aufgebaut, die mehrere Permanentmagnete 58 aufnehmen, wobei die elektrische Maschine 10 insbesondere als elektrisch kommutierter EC-Motor 11 ausgebildet ist.It should be noted that, with regard to the exemplary embodiments shown in the figures and in the description, a variety of possible combinations of the individual features are possible with one another. For example, the geometry of the outer diameter and the axial extent of the sleeve 82 and according to the inner wall of the transmission housing 80 adapted to the size of the lubricant reservoir necessary for the application. Alternatively, the rolling bearing also axially within the side wall 34 are arranged, in which case the sleeve 82 directly on the floor surface 40 of the housing 40 is arranged. Furthermore, the type of attachment of the electric machine 11 be varied on the gear housing, as long as this lubricant is tight. The invention can in principle also be applied to the design of a DC motor in which the rotor shaft 20 from the bottom surface 40 of the pole pot 15 protrudes. The electric machine 10 preferably finds application in a transmission drive unit 12 However, as an engine compartment controller in the motor vehicle, for example for the adjustment of moving parts or for operating pumps in the engine compartment, is not limited to such applications. In the electric machine are preferred in the pole pot 15 electric coils 17 for the formation of the stator 16 arranged, and the rotor 18 is made of single layered laminations 57 built, the more permanent magnets 58 pick up the electric machine 10 in particular as an electrically commutated EC motor 11 is trained.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2491641 B1 [0002]

Claims

Electric machine ( 10 ), in particular an electrically commutated EC motor, with a housing ( 14 ), wherein at one axial end of the housing ( 14 ) a rolling bearing ( 46 ) for supporting a rotor shaft ( 20 ) is arranged, and the rotor shaft ( 20 ) with a driven-side area ( 21 ) through the rolling bearing ( 46 ) through the housing ( 14 protrudes), and at the output side area ( 21 ) an output element ( 64 ) is arranged, and between the output element ( 64 ) and the rolling bearing ( 46 ) a centrifugal disc ( 74 ) rotatably on the rotor shaft ( 20 ), and axially between the centrifugal disc ( 74 ) and the rolling bearing ( 46 ) on the housing ( 14 ) fixed to the housing a rotor shaft ( 20 ) enclosing sleeve ( 82 ), which is an ingress of lubricant ( 72 ) in the rolling bearing ( 46 ) prevented.

Electrical machine according to claim 1, characterized in that the housing ( 14 ) as a pole pot ( 15 ) of a stator ( 16 ) is formed, in which rotatably the one rotor ( 18 ) supporting rotor shaft ( 20 ) is stored.

Electrical machine according to claim 1 or 2, characterized in that the housing ( 14 ) an axial extension ( 42 ) with a smaller diameter ( 48 ), which serves as a bearing seat ( 44 ) for the rolling bearing ( 46 ) is trained.

Electric machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the outer diameter ( 83 ) of the sleeve ( 82 ) is smaller than the outer diameter ( 48 ) of the axial extension ( 42 ).

Electric machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the centrifugal disc ( 74 ) a radially outer centrifugal edge ( 76 ) whose diameter is greater than the outer diameter ( 83 ) of the sleeve ( 82 ).

Electric machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 82 ) the rotor shaft ( 20 ) and the centrifugal disc ( 74 ) not touched.

Electric machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 82 ) as a separately manufactured component - in particular of plastic - is formed and lubricant seal on the axial end face ( 43 ) of the axial extension ( 42 ) connected to this - preferably glued - is.

Electric machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 82 ) integral with the axial extension ( 42 ) of the bearing seat ( 44 ) is formed - preferably during deep drawing of the metal pole pot ( 15 ).

Electric machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the centrifugal disc ( 74 ) lubricant seal on the rotor shaft ( 20 ) is pressed - and in particular made of an elastomeric material.

Electric machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the output element ( 64 ) as a threaded screw ( 68 ) is formed, with the particular drive torque of the electric machine ( 10 ) on a worm wheel ( 66 ) a transmission unit ( 81 ) is transferable.

Transmission drive unit ( 12 ), in particular an actuator in a motor vehicle, with an electric machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, with a transmission housing ( 86 ) a transmission unit ( 81 ), characterized in that the transmission housing ( 86 ) lubricant seal on the pole pot ( 15 ) is present.

Transmission drive unit ( 12 ) according to claim 11, characterized in that the output element ( 64 ) of the rotor shaft ( 20 ) in a mounting position vertically above the axial extension ( 42 ) of the pole pot ( 15 ) is arranged.

Transmission drive unit ( 12 ) according to claim 11 or 12, characterized in that the transmission housing ( 86 ) a cylindrical inner wall ( 92 ), which at the radial outer surface ( 41 ) of the axial extension ( 42 ) and in the axial region of the sleeve ( 82 ) with its radial outer surface ( 83 ) a preferably annular cavity ( 96 ), which is for receiving lubricant ( 72 ) suitable is.

Transmission drive unit ( 12 ) according to claim 11 to 13, characterized in that the radial outer surface ( 83 ) of the sleeve ( 82 ) radially within an outer ring ( 54 ) of the rolling bearing ( 46 ), and the axial extent ( 90 ) of the sleeve ( 82 ) in about the axial extent ( 91 ) of the rolling bearing ( 46 ) - and in particular the cavity ( 96 ) in the installed position has a volume of 1-4 cm ³ .

Transmission drive unit ( 12 ) according to claim 11 to 14, characterized in that on a peripheral wall ( 34 ) of the pole pot ( 15 ) a mounting flange ( 98 ) is arranged, with which the electrical machine ( 10 ) on the transmission housing ( 80 ) is flanged - in particular screwed - preferably wherein the peripheral wall ( 34 ) and / or the floor surface ( 40 ) of the pole pot ( 15 ) and / or the outer surface ( 41 ) of the axial extension ( 42 ) by means of a sealing element ( 39 ) sealingly on a counter surface of the transmission housing ( 80 ) is present.