DE102018213128A1

DE102018213128A1 - Housing arrangement of an electric motor

Info

Publication number: DE102018213128A1
Application number: DE102018213128.7A
Authority: DE
Inventors: Dominik Flore; Matthias Hespeler; Sebastian Runge
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-08-06
Filing date: 2018-08-06
Publication date: 2020-02-06

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gehäuseanordnung (1) eines Elektromotors (10) umfassend ein Wandelement (3) aus einem ersten Material und eine Spannbuchse (4) aus einem zweiten Material, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbuchse (4) keilförmig ausgebildet ist und eine zylindrische Fläche (5) zur Aufnahme eines Wälzlagers (2) und eine abgeschrägte, kegelförmige Fläche (6) zum Anliegen an einer zu der kegelförmige Fläche (6) komplementär geformten Gegenfläche (11) des Wandelements (3) aufweist.The invention relates to a housing arrangement (1) of an electric motor (10) comprising a wall element (3) made of a first material and a clamping bush (4) made of a second material, characterized in that the clamping bush (4) is wedge-shaped and a cylindrical one Surface (5) for receiving a roller bearing (2) and a beveled, conical surface (6) for abutting against a conical surface (6) complementary shaped surface (11) of the wall element (3).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gehäuseanordnung eines Elektromotors. Bei der Gehäuseanordnung handelt es sich besonders vorteilhaft um ein Lagerschild des Elektromotors. Außerdem betrifft die Erfindung einen Elektromotor umfassend eine derartige Gehäuseanordnung.The present invention relates to a housing arrangement of an electric motor. The housing arrangement is particularly advantageously a bearing plate of the electric motor. The invention also relates to an electric motor comprising such a housing arrangement.

Aus dem Stand der Technik sind Lagersitze von rotierenden elektrischen Maschinen bekannt. Eine solche rotierende elektrische Maschine besteht konventionell aus einem Rotor und einem Stator. Der Stator weist einen Statorkern mit einer Vielzahl von Slots auf. Der Rotor wiederum umfasst einen Rotorkern mit einer Vielzahl von gestapelten Elektroblechen, magnetisierten Permanentmagneten und einer Welle. Sobald Leistung in Form von elektrischem Strom eingespeist wird, erfolgt das Erzeugen eines magnetischen Felds. Basierend auf diesem magnetischen Feld fließt ein magnetischer Fluss zwischen Stator und Rotor erzeugt dabei eine drehende Kraft. Permanentmagnete innerhalb des Rotors werden insbesondere in Öffnungen des Rotorkerns eingesetzt und über Klebstoff oder Klemmkräfte gehalten. Die Elektrobleche werden zumeist gestanzt, so dass verschiedene geometrische Formen integriert werden können. Entsprechende Topologien können beispielsweise in der WO 2006/090567 A1 , der JP 2005/185081 A und der JP 2004/048912 A gefunden werden.Bearing seats of rotating electrical machines are known from the prior art. Such a rotating electrical machine conventionally consists of a rotor and a stator. The stator has a stator core with a large number of slots. The rotor in turn comprises a rotor core with a multiplicity of stacked electrical sheets, magnetized permanent magnets and a shaft. As soon as power in the form of electrical current is fed in, a magnetic field is generated. Based on this magnetic field, a magnetic flux flows between the stator and the rotor, generating a rotating force. Permanent magnets within the rotor are used, in particular, in openings in the rotor core and held in place using adhesive or clamping forces. The electrical sheets are mostly punched so that different geometric shapes can be integrated. Appropriate topologies can be found, for example, in the WO 2006/090567 A1 , the JP 2005/185081 A and the JP 2004/048912 A being found.

In vielen die Topologien wird das Gehäuse inkl. Lagerschild aus Aluminium hergestellt. Dahingegen sind Außenringe von Wälzlagern zumeist aus Stahl gefertigt. Um unterschiedliche Längenausdehnungskoeffizienten zu vermeiden, die zu einer Lockerung des Lagersitzes führen würden, ist eine zusätzliche Stahlbuchse bekannt, die in dem Gehäuse vorgesehen ist. Ein solches Beispiel zeigt 1.In many of the topologies, the housing including the end shield is made of aluminum. In contrast, outer rings of rolling bearings are mostly made of steel. In order to avoid different coefficients of linear expansion, which would lead to a loosening of the bearing seat, an additional steel bushing is known which is provided in the housing. Such an example shows 1 ,

1 zeigt schematisch die Ausgestaltung einer Gehäuseanordnung 1, insbesondere eines Lagerschilds gemäß dem Stand der Technik. Dabei ist ein Wandelement 3 vorgesehen, wobei das Wandelement 3 zum Aufnehmen des Wälzlagers 2 vorgesehen ist. In das Wandelement 3 ist eine Buchse 4 eingepresst oder eingegossen. Somit ist ein Kontakt zwischen der Buchse 4 und dem Wälzlager 2 vorhanden. Die Buchse ist vorteilhafterweise aus Stahl gefertigt und hat eine zylindrische Innenfläche 5. An dieser zylindrischen Innenfläche 5 kann das Wälzlager 2 anliegen. 1 shows schematically the design of a housing arrangement 1 , in particular a bearing plate according to the prior art. There is a wall element 3 provided, the wall element 3 to accommodate the rolling bearing 2 is provided. In the wall element 3 is a socket 4 pressed or cast. Thus there is contact between the socket 4 and the rolling bearing 2 available. The socket is advantageously made of steel and has a cylindrical inner surface 5 , On this cylindrical inner surface 5 can the rolling bearing 2 issue.

Da die Buchse 4 aus Stahl in das Wandelement 3 aus Aluminium eingepresst oder eingegossen ist, dehnt sich diese Buchse 4 dennoch stärker aus als reiner Stahl, wenn die Gehäuseanordnung 1 erhitzt wird. Ein solches Erhitzen kann beispielsweise im Betrieb des Elektromotors erfolgen. Durch das stärkere Ausdehnen nimmt ein Lagerspiel zwischen dem Außenring des Wälzlagers 2 und der Buchse 4 zu. Je größer dieser Spalt ist, umso tiefer liegen Eigenfrequenzen des Rotorsystems und es können Resonanzprobleme auftreten. Diese äußern sich insbesondere in starken Vibrationen des Elektromotors in einem Betriebsdrehzahlbereich.Because the jack 4 made of steel in the wall element 3 is pressed or cast from aluminum, this bush expands 4 nevertheless stronger than pure steel if the housing arrangement 1 is heated. Such heating can take place during operation of the electric motor, for example. Due to the greater expansion, there is a bearing play between the outer ring of the rolling bearing 2 and the socket 4 to. The larger this gap, the lower the natural frequencies of the rotor system and resonance problems can occur. These manifest themselves in particular in strong vibrations of the electric motor in an operating speed range.

Es sind außerdem alternative Lagerungen aus der DE 29 26 541 A1 sowie der DE 79 27 829 U1 bekannt. Bei diesen wird ein keilförmiges Element federbelastet auf eine Kante des Außenrings des Wälzlagers gedrückt. Dadurch entsteht ein Linienkontakt, der einen Toleranzausgleich ermöglicht.There are also alternative bearings from the DE 29 26 541 A1 as well as the DE 79 27 829 U1 known. In these, a wedge-shaped element is pressed spring-loaded onto an edge of the outer ring of the rolling bearing. This creates a line contact that enables tolerance compensation.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Durch die erfindungsgemäße Gehäuseanordnung ist ermöglicht, dass ein thermisch bedingter Spalt zwischen einem Lageraußenring des Wälzlagers und einer Buchse des Wandelements auftritt. Dadurch werden Schwingungsprobleme im Betriebsdrehzahlbereich eines Elektromotors durch die Gehäuseanordnung vermieden. Insbesondere handelt es sich außerdem um eine kostengünstige Lösung im Vergleich zu einem zusätzlichen Stahlgusslagersitz, der an das Wandelement der Gehäuseanordnung angeflanscht werden müsste.The housing arrangement according to the invention makes it possible for a thermally induced gap to occur between an outer ring of the rolling bearing and a bushing of the wall element. Vibration problems in the operating speed range of an electric motor are avoided by the housing arrangement. In particular, it is also an inexpensive solution compared to an additional cast steel bearing seat that would have to be flanged to the wall element of the housing arrangement.

Die erfindungsgemäße Gehäuseanordnung eines Elektromotors umfasst ein Wandelement und eine Spannbuchse. Insbesondere ist das Wandelement in Lagerschild. Das Wandelement ist aus einem ersten Material gefertigt und die Spannbuchse ist aus einem zweiten Material gefertigt. Das erste Material und das zweite Material sind insbesondere unterschiedlich. Die Gehäuseanordnung ist derart vorgesehen, dass die Spannbuchse im Querschnitt keilförmig ausgebildet ist und eine zylindrische Fläche zur Aufnahme eines Wälzlagers und eine abgeschrägte, kegelförmige Fläche zum Anliegen an dem Gehäuseelement aufweist. Somit ist ein Flächenkontakt zwischen einem Außenring des Wälzlagers und der Spannbuchse realisiert. Vorteilhafterweise ist außerdem ein Flächenkontakt zwischen der kegelförmigen Fläche der Spannbuchse und dem Wandelement vorhanden. Insbesondere weist das Wandelement eine zu der kegelförmigen Fläche der Spannbuchse komplementäre Gegenfläche auf, an der die kegelförmige Fläche anliegt. Somit kann durch axiales Verschieben, d.h. durch ein Verschieben der Spannbuchse parallel zu einer Mittelachse des Wälzlagers, eine radiale Bewegung der Spannbuchse generiert werden. Somit lässt sich durch die keilförmige Spannbuchse eine unterschiedliche Längenausdehnung von Wandelement und Wälzlager ausgleichen. Damit ist die Bildung eines Spalts zwischen Wandelement und Wälzlager verhindert.The housing arrangement of an electric motor according to the invention comprises a wall element and a clamping bush. In particular, the wall element is in the end shield. The wall element is made of a first material and the clamping bush is made of a second material. The first material and the second material are in particular different. The housing arrangement is provided in such a way that the clamping bush is wedge-shaped in cross-section and has a cylindrical surface for receiving a roller bearing and a beveled, conical surface for bearing against the housing element. A surface contact between an outer ring of the rolling bearing and the clamping bush is thus realized. In addition, there is advantageously a surface contact between the conical surface of the clamping bush and the wall element. In particular, the wall element has a counter surface which is complementary to the conical surface of the clamping bush and on which the conical surface lies. Thus, by axial displacement, i.e. by moving the clamping bush parallel to a central axis of the rolling bearing, a radial movement of the clamping bush can be generated. This means that the wedge-shaped clamping bush can compensate for a different length expansion of the wall element and rolling bearing. This prevents the formation of a gap between the wall element and the roller bearing.

Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt. The dependent claims contain preferred developments of the invention.

Die Gehäuseanordnung umfasst vorteilhafterweise ein elastisches Element. Das elastische Element ist an dem Wandelement abgestützt. Alternativ kann das elastische Element auch an einem anderen Wandelement, insbesondere einer mit dem Wandelement gekoppelten Scheibe, abgestützt sein. Weiterhin ist vorgesehen, dass sich das elastische Element entlang einer Erstreckungsrichtung der zylindrischen Fläche auf die Spannbuchse wirkt. Insbesondere ist das elastische Element entlang der Erstreckungsrichtung der zylindrischen Fläche zwischen dem Wandelement und der Spannbuchse angeordnet. Somit stützt sich das elastische Element einerseits an der Spannbuchse, andererseits an dem Wandelement oder an der Scheibe ab. Damit ist die Spannbuchse durch eine elastische Rückstellkraft des elastischen Elements beaufschlagbar. Insbesondere wird durch das elastische Element die Spannbuchse derart belastet, dass aufgrund der kegelförmigen Fläche ein radialer Druck von der zylindrischen Fläche auf das Wälzlager ausgeübt wird. Somit kann kein Spalt zwischen der zylindrischen Fläche und dem Wälzlager auftreten. Sollte sich das Wälzlager bei einer Temperaturveränderung um eine andere Größenordnung ausdehnen oder zusammenziehen als das Wandelement, so erfolgt aufgrund der Belastung der Spannbuchse durch das elastische Element ein Ausgleich dieser unterschiedlichen Ausdehnungen. Damit ist besagte Spaltbildung zwischen Wälzlager und Spannbuchse verhindert.The housing arrangement advantageously comprises an elastic element. The elastic element is supported on the wall element. Alternatively, the elastic element can also be supported on another wall element, in particular a disc coupled to the wall element. Furthermore, it is provided that the elastic element acts on the clamping bush along an extension direction of the cylindrical surface. In particular, the elastic element is arranged along the direction of extension of the cylindrical surface between the wall element and the clamping bush. Thus, the elastic element is supported on the one hand on the clamping bush, on the other hand on the wall element or on the disc. The clamping bush can thus be acted upon by an elastic restoring force of the elastic element. In particular, the clamping bush is loaded by the elastic element in such a way that due to the conical surface, a radial pressure is exerted on the rolling bearing by the cylindrical surface. This means that there can be no gap between the cylindrical surface and the roller bearing. Should the roller bearing expand or contract by a different order of magnitude than the wall element when there is a change in temperature, these different expansions are compensated for due to the loading of the clamping bush by the elastic element. This prevents the formation of a gap between the rolling bearing and the clamping bush.

Besonders vorteilhaft handelt es sich bei dem elastischen Element um eine Feder, insbesondere um eine Tellerfeder. Somit lässt sich das elastische Element einfach und aufwandsarm an der Gehäuseanordnung anbringen. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass eine ausreichende elastische Rückstellkraft auf die Spannbuchse wirkt, um eine Spaltbildung zwischen Spannbuchse und Wälzlager wirksam zu verhindern.The elastic element is particularly advantageously a spring, in particular a plate spring. The elastic element can thus be attached to the housing arrangement simply and with little effort. At the same time, it is ensured that a sufficient elastic restoring force acts on the clamping bush in order to effectively prevent the formation of a gap between the clamping bush and the rolling bearing.

Weiterhin ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass die Spannbuchse durch das elastische Element zwischen Wandelement und Wälzlager drückbar ist. Auf diese Weise wird, wie zuvor beschrieben, die Spaltbildung zwischen Wälzlager und Spannbuchse verhindert. Insbesondere dient die Spannbuchse als Ausgleichselement, die stets sowohl an dem Wandelement als auch an dem Wälzlager anliegt. Bevorzugt ist die kegelförmige Fläche der Spannbuchse durch das elastische Element derart an die Gegenfläche des Wandelements drückbar, dass unterschiedliche thermische Ausdehnungen an dem Wandelement und der Spannbuchse mittels des elastischen Elements durch ein Verschieben der Spannbuchse entlang der Erstreckungsrichtung der zylindrischen Fläche ausgleichbar sind. Damit ist stets ein zuverlässiger Halt der Welle gewährleistet, da die Welle ein minimiertes Lagerspiel aufweist. Somit lassen sich Vibrationen im Betrieb der Welle, insbesondere der die Welle umfassenden E-Maschine, vermeiden.Furthermore, it is particularly advantageously provided that the clamping bush can be pressed by the elastic element between the wall element and the roller bearing. In this way, as described above, the gap formation between the rolling bearing and the clamping bush is prevented. In particular, the clamping bush serves as a compensating element, which always bears against both the wall element and the roller bearing. The conical surface of the clamping bush can preferably be pressed against the counter surface of the wall element by the elastic element in such a way that different thermal expansions on the wall element and the clamping bush can be compensated for by means of the elastic element by displacing the clamping bush along the direction of extent of the cylindrical surface. This ensures a reliable hold of the shaft at all times, since the shaft has a minimized bearing play. Vibrations during the operation of the shaft, in particular of the electric machine comprising the shaft, can thus be avoided.

Die kegelförmige Fläche weist gegenüber der zylindrischen Fläche vorteilhafterweise einen Kegelwinkel zwischen 5° und 45° geneigt. Somit lässt sich ein optimales Wandeln einer Axialbewegung in eine Radialbewegung erreichen. Insbesondere ist so eine minimierte Federbelastung wie zuvor beschrieben ausreichend, um unterschiedliche Ausdehnungen von Wandelement und Wälzlager ausgleichen zu können.The conical surface advantageously has a cone angle between 5 ° and 45 ° inclined relative to the cylindrical surface. An optimal conversion of an axial movement into a radial movement can thus be achieved. In particular, such a minimized spring load as described above is sufficient to be able to compensate for different expansions of the wall element and roller bearing.

Alternativ oder zusätzlich weist die kegelförmige Fläche bevorzugt gegenüber der zylindrischen Fläche einen Kegelwinkel auf, der insbesondere zumindest so groß ist, wie der Arkustangens des Reibkoeffizienten zwischen Wandelement und Spannbuchse. Somit ist insbesondere ermöglicht, die Spannbuchse aus dem Bereich zwischen Wälzlager und Wandelement herauszudrücken. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich sowohl das Wälzlager als auch das Wandelement aufgrund von Temperaturstürzen zusammenziehen. In diesem Fall erfolgt meist ein stärkeres Schrumpfen des Wandelements, verglichen mit dem Wälzlager. Somit verringert sich ein Abstand zwischen Wälzlager und Wandelement, wobei auch diese Änderung durch die Spannbuchse ausgleichbar ist. Insbesondere wird ein Ausgleich derart durchgeführt, indem die Spannbuchse, wie zuvor beschrieben, aufgrund der kegelförmigen Fläche aus dem Bereich zwischen Wandelement und Wälzlager herausgedrückt wird. Dieses Herausdrücken wird insbesondere durch das zuvor beschriebene Abwinkeln von zylindrischer Fläche und kegelförmiger Fläche erreicht. Das Wandelement ist bevorzugt aus Aluminium gefertigt. Alternativ oder zusätzlich ist die Spannbuchse aus Stahl gefertigt. So ist insbesondere vorgesehen, dass die Wälzlager zumindest einen Lageraußenring aufweisen, der aus Stahl hergestellt ist. Dahingegen werden Wandelemente zumeist aus Aluminium gefertigt. Um diese unterschiedlichen Materialien auch bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen optimal zu kombinieren, ist die Spannbuchse ebenfalls aus Stahl gefertigt. Die Spannbuchse kann aufgrund der kegelförmigen Fläche sicher und zuverlässig einen Ausgleich von unterschiedlichen Längenausdehnungen von Wandelement und Wälzlager vornehmen.Alternatively or additionally, the conical surface preferably has a cone angle with respect to the cylindrical surface, which is in particular at least as large as the arc tangent of the coefficient of friction between the wall element and the clamping bush. This makes it possible, in particular, to push the clamping bush out of the area between the roller bearing and the wall element. This is particularly advantageous when both the roller bearing and the wall element contract due to temperature drops. In this case, the wall element usually shrinks more than the rolling bearing. This reduces the distance between the roller bearing and the wall element, and this change can also be compensated for by the clamping bush. In particular, compensation is carried out in such a way that the clamping bush, as described above, is pressed out of the region between the wall element and the roller bearing due to the conical surface. This pushing out is achieved in particular by the previously described bending of the cylindrical surface and the conical surface. The wall element is preferably made of aluminum. Alternatively or additionally, the clamping bush is made of steel. In particular, it is provided that the rolling bearings have at least one outer bearing ring which is made of steel. In contrast, wall elements are mostly made of aluminum. In order to optimally combine these different materials even at different ambient temperatures, the clamping bush is also made of steel. Due to the conical surface, the clamping bush can safely and reliably compensate for different linear expansions of the wall element and rolling bearing.

Die Erfindung betrifft außerdem einen Elektromotor. Der Elektromotor umfasst eine Welle und eine Gehäuseanordnung wie zuvor beschrieben. Die Welle ist über ein Wälzlager an der Spannbuchse der Gehäuseanordnung gelagert. Durch die Gehäuseanordnung ist dabei sichergestellt, dass stets ein optimaler Lagersitz vorhanden ist. Somit ist ein Lagerspiel minimiert, wodurch erreicht ist, dass auch bei unterschiedlichen Temperaturen die Welle zuverlässig an der Gehäuseanordnung gelagert ist. Damit ist das Auftreten starker Vibrationen im Betriebsdrehzahlbereich des Elektromotors verhindert.The invention also relates to an electric motor. The electric motor comprises a shaft and a housing arrangement as previously described. The shaft is supported by a roller bearing on the clamping bush of the housing arrangement. The housing arrangement ensures that there is always an optimal bearing seat. So is a Bearing play minimized, which means that the shaft is reliably mounted on the housing arrangement even at different temperatures. This prevents the occurrence of strong vibrations in the operating speed range of the electric motor.

Die zylindrische Fläche der Spannbuchse ist bevorzugt parallel zu einer Mittelachse des Wälzlagers ausgebildet. Somit liegt ein Außenring des Wälzlagers vorteilhafterweise flächig an der zylindrischen Fläche an. Somit ist eine optimale Kraftübertragung zwischen dem Außenring des Wälzlagers und der zylindrischen Fläche ermöglicht. Gleichzeitig ist eine Belastung des äußeren Lagerrings des Wälzlagers aufgrund der Flächenbelastung minimiert.The cylindrical surface of the clamping bush is preferably formed parallel to a central axis of the rolling bearing. An outer ring of the rolling bearing thus advantageously lies flat against the cylindrical surface. This enables optimal power transmission between the outer ring of the roller bearing and the cylindrical surface. At the same time, a load on the outer bearing ring of the rolling bearing is minimized due to the surface load.

Die Spannbuchse ist vorteilhafterweise entlang der Erstreckungsrichtung der Welle verschiebbar angeordnet. Somit ist die Spannbuchse axial bewegbar. Dies bedeutet, dass die Spannbuchse zu einem beliebigen Grad in den Bereich zwischen Wandelement und Wälzlager eindringen oder aus diesem Bereich herausgeführt werden kann. Aufgrund der kegelförmigen Fläche der Spannbuchse ist eine solche Bewegung entlang der Erstreckungsrichtung der Welle gleichzeitig mit einer Bewegung senkrecht zu der Welle gekoppelt. Somit kann anhand von unterschiedlichen Positionen der Spannbuchse entlang der Erstreckungsrichtung der Welle auch eine unterschiedliche Positionierung der Spannbuchse in radialer Richtung erreicht werden. Somit lässt sich das Auftreten eines Spalts zwischen Wälzlager und Spannbuchse und/oder zwischen Spannbuchse und Wandelement wirksam vermeiden.The clamping bush is advantageously arranged to be displaceable along the direction of extension of the shaft. The clamping bush is thus axially movable. This means that the clamping bush can penetrate to any degree into the area between the wall element and the rolling bearing or can be led out of this area. Due to the conical surface of the clamping bush, such a movement along the direction of extension of the shaft is simultaneously coupled with a movement perpendicular to the shaft. Different positions of the clamping bush in the radial direction can thus also be achieved on the basis of different positions of the clamping bush along the direction of extension of the shaft. The occurrence of a gap between the rolling bearing and the clamping bush and / or between the clamping bush and the wall element can thus be effectively avoided.

Aufgrund der kegelförmigen Fläche weist die Spannbuchse eine kleine Stirnseite und eine große Stirnseite auf, wobei die kleine Stirnseite und die große Stirnseite jeweils anschließend an die kegelförmige Fläche sowie an die zylindrische Fläche angeordnet sind. Eine zuvor beschriebene Beaufschlagung der Spannbuchse mit der elastischen Rückstellkraft eines elastischen Elements erfolgt insbesondere lediglich auf der größeren Stirnfläche. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass durch die Federkraft die Spannbuchse in den Bereich zwischen Wälzlager und Wandelement gedrängt wird, so dass ein Auftreten von Luftspalten zwischen Wandelement und Spannbuchse sowie zwischen Spannbuchse und Wälzlager wirksam verhindert ist.Because of the conical surface, the clamping bush has a small end face and a large end face, the small end face and the large end face each being arranged next to the conical surface and to the cylindrical surface. A loading of the clamping bush with the elastic restoring force of an elastic element, as described above, takes place in particular only on the larger end face. This ensures that the spring bush pushes the clamping bush into the area between the roller bearing and the wall element, so that the occurrence of air gaps between the wall element and the clamping bush and between the clamping bush and the rolling bearing is effectively prevented.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

1 eine schematische Ansicht einer Gehäuseanordnung gemäß dem Stand der Technik,
2 eine schematische Ansicht eines Elektromotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 eine erste schematische Ansicht einer Gehäuseanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
4 eine zweite schematische Ansicht der Gehäuseanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawing. In the drawing is:

1 1 shows a schematic view of a housing arrangement according to the prior art,
2 1 shows a schematic view of an electric motor according to an embodiment of the invention,
3 a first schematic view of a housing arrangement according to an embodiment of the invention, and
4 a second schematic view of the housing arrangement according to the embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Gehäuseanordnung 1 gemäß dem Stand der Technik. Diese wurde eingangs bereits beschrieben. 1 shows a housing arrangement 1 according to the state of the art. This has already been described at the beginning.

2 zeigt schematisch einen Elektromotor 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Elektromotor 10 umfasst insbesondere eine Gehäuseanordnung 1, die nachfolgend mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben wird. Durch die Gehäuseanordnung 1 ist erreicht, dass eine Welle 8 des Elektromotors 10 sicher und zuverlässig an einem Wandelement 3 der Gehäuseanordnung 1 gelagert ist. Dazu sind insbesondere Wälzlager 2 vorhanden, die zum Lagern der Welle 8 dienen. Auf der Welle 8 ist ein Rotor 11 angeordnet, der mit einem an dem Wandelement 3 befestigten Stator 12 zusammenwirkt. Somit ist ein Elektromotor realisiert. 2 schematically shows an electric motor 10 according to an embodiment of the invention. The electric motor 10 includes in particular a housing arrangement 1 which below with reference to the 3 and 4 is described. Through the housing arrangement 1 is achieved that a wave 8th of the electric motor 10 safe and reliable on a wall element 3 the housing arrangement 1 is stored. Rolling bearings are particularly important 2 available to support the shaft 8th serve. On the wave 8th is a rotor 11 arranged with one on the wall element 3 attached stator 12 interacts. An electric motor is thus realized.

Die 3 und 4 zeigen schematisch eine Gehäuseanordnung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Gehäuseanordnung 1 ist insbesondere Teil des in 2 gezeigten Elektromotors 10. Insbesondere stellt die Gehäuseanordnung 1 ein Lagerschild des Elektromotors 10 dar.The 3 and 4 schematically show a housing arrangement 1 according to an embodiment of the invention. The housing arrangement 1 is particularly part of the in 2 shown electric motor 10 , In particular, the housing arrangement 1 a bearing plate of the electric motor 10 represents.

Die Gehäuseanordnung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein Wandelement 3, wobei an dem Wandelement 3 ein Wälzlager 2 zum Lagern der Welle gehalten werden soll. Da das Wandelement 3 üblicherweise aus Aluminium, ein Außenring des Wälzlagers 2 jedoch aus Stahl gefertigt ist, können unterschiedliche Längenausdehnungen auftreten, die zu einer Lockerung des Wälzlagers 2 hinsichtlich des Wandelements 3 führen können. Um eine solche Lockerung und damit einhergehende Vibrationen der gelagerten Welle zu vermeiden, ist die Spannbuchse 4 vorhanden.The housing arrangement 1 according to the embodiment of the invention comprises a wall element 3 , being on the wall element 3 a rolling bearing 2 should be kept for storing the shaft. Because the wall element 3 usually made of aluminum, an outer ring of the rolling bearing 2 However, is made of steel, different lengths can occur, which leads to a loosening of the rolling bearing 2 regarding the wall element 3 being able to lead. In order to avoid such loosening and the associated vibrations of the mounted shaft, the clamping bush is 4 available.

Die Spannbuchse 4 umfasst eine zylindrische, insbesondere gerade, Fläche 5, die eine Innenfläche der Spannbuchse 4 darstellt. Außerdem umfasst die Spannbuchse 4 eine abgeschrägte, kegelförmige Fläche 6, über die die Spannbuchse 2 an einer komplementär zur kegelförmigen Fläche 6 geformte Gegenfläche 11 des Wandelements 3 anliegt. Insbesondere weist das Wandelement 3 eine entsprechend komplementär geformte Fläche auf.The clamping bush 4 comprises a cylindrical, in particular straight, surface 5 that have an inner surface of the collet 4 represents. Also includes the clamping bush 4 a beveled, conical surface 6 over which the clamping bush 2 on a complementary to the conical surface 6 shaped counter surface 11 of the wall element 3 is applied. In particular, the wall element 3 a correspondingly complementarily shaped surface.

Wird die Spannbuchse 4 entlang einer Mittelachse 100 bewegt, so führt dies aufgrund der kegelförmigen Fläche 6 und der Gegenfläche 11 zwangsläufig zu einer radialen Bewegung der Spannbuchse 4. Somit ist stets sichergestellt, dass bei einem Auftreten eines Spalts zwischen Wälzlager 2 und Spannbuchse 4 oder zwischen Spannbuchse 4 und Wandelement 3 dieser Spalt durch axiale Bewegung und daraus resultierender radialer Verschiebung der Spannbuchse 4 ausgeglichen werden kann.Will the bushing 4 along a central axis 100 moved, this leads due to the conical surface 6 and the counter surface 11 inevitably to a radial movement of the clamping bush 4 , This ensures that there is always a gap between the roller bearings 2 and clamping bush 4 or between the clamping bush 4 and wall element 3 this gap due to axial movement and the resulting radial displacement of the clamping bush 4 can be compensated.

Um ein solches Ausgleichen zu ermöglichen, ist ein elastisches Element 7 vorgesehen. Das elastische Element 7 ist insbesondere eine Feder, besonders vorteilhaft eine Tellerfeder. Besagtes elastisches Element erstreckt sich zwischen dem Wandelement 3 und der Spannbuchse 4, alternativ zwischen einer mit dem Wandelement 3 verbundenen Scheibe 9 und der Spannbuchse 4. Somit ist insbesondere erreicht, dass die Spannbuchse 4 durch eine elastische Rückstellkraft des elastischen Elements 7 vorgespannt ist. Insbesondere drückt die elastische Rückstellkraft die Spannbuchse 4 in den Bereich zwischen Wälzlager 2 und Wandelement 3. Aufgrund der kegelförmigen Fläche 6 erfolgt dabei gleichzeitig ein Drücken der zylindrischen Fläche 5 auf den Außenring des Wälzlagers 2. Damit ist das Wälzlager 2 zuverlässig an dem Wandelement 3 gehalten.To enable such a balancing, is an elastic element 7 intended. The elastic element 7 is in particular a spring, particularly advantageously a disc spring. Said elastic element extends between the wall element 3 and the clamping bush 4 , alternatively between one with the wall element 3 connected disc 9 and the clamping bush 4 , It is thus achieved in particular that the clamping bush 4 by an elastic restoring force of the elastic element 7 is biased. In particular, the elastic restoring force presses the clamping bush 4 in the area between rolling bearings 2 and wall element 3 , Because of the conical surface 6 the cylindrical surface is pressed at the same time 5 on the outer ring of the rolling bearing 2 , This is the rolling bearing 2 reliable on the wall element 3 held.

Erwärmt sich die Gehäuseanordnung 1, so dehnen sich das Wandelement 3 und das Wälzlager 2 unterschiedlich aus. Es besteht die Gefahr, dass ein Spalt zwischen Wandelement 3 und Wälzlager 2 entsteht. Dies wird dadurch verhindert, dass die durch die Rückstellkraft des elastischen Elements 7 vorgespannte Spannbuchse 4 weiter in den Bereich zwischen Wälzlager 2 und Wandelement 3 eindringt, da aufgrund des unterschiedlichen Ausdehnens von Wandelement 3 und Wälzlager 2 mehr Raum zwischen dem Wälzlager 2 und dem Wandelement 3 vorliegt. Somit ist ein Spalt zwischen Wandelement 3 und Wälzlager 2 stets zuverlässig verschlossen. Insbesondere wird durch die elastische Rückstellkraft des elastischen Elements 7 erreicht, dass, zusammen mit der kegelförmigen Fläche 6, stets ein Druck von der zylindrischen Fläche 5 auf den Außenring des Wälzlagers 2 ausgeübt wird. Somit ist das Wälzlager 2 stets optimal an das Wandelement 3 gekoppelt.The housing arrangement heats up 1 , the wall element expands 3 and the rolling bearing 2 different. There is a risk of a gap between the wall element 3 and rolling bearings 2 arises. This is prevented by the restoring force of the elastic element 7 preloaded clamping bush 4 further into the area between rolling bearings 2 and wall element 3 penetrates because of the different expansion of the wall element 3 and rolling bearings 2 more space between the roller bearings 2 and the wall element 3 is present. There is therefore a gap between the wall element 3 and rolling bearings 2 always reliably closed. In particular, the elastic restoring force of the elastic element 7 achieved that, along with the conical surface 6 , always a pressure from the cylindrical surface 5 on the outer ring of the rolling bearing 2 is exercised. This is the rolling bearing 2 always optimal on the wall element 3 coupled.

Ein Anstellwinkel zwischen der kegelförmigen Fläche 6 und der zylindrischen Fläche 5 beträgt vorteilhafterweise zwischen 5° und 45°. Besonders vorteilhaft ist ein Winkel zwischen kegelförmiger Fläche 6 und zylindrischer Fläche 5 zumindest so groß, wie der Arkustangens des Reibkoeffizienten zwischen Wandelement und Spannbuchse. Auf diese Weise ist insbesondere auch ermöglicht, dass bei einem Zusammenziehen von Wandelement 3 und Wälzlager 2, bei dem ein Abstand zwischen Wandelement 3 und Wälzlager 2 sinkt, ein Herausdrücken der Spannbuchse aus dem Bereich zwischen Wälzlager 2 und Wandelement 3 erfolgt.An angle of attack between the conical surface 6 and the cylindrical surface 5 is advantageously between 5 ° and 45 °. An angle between the conical surface is particularly advantageous 6 and cylindrical surface 5 at least as large as the arc tangent of the coefficient of friction between the wall element and the clamping bush. In this way it is in particular also possible that when the wall element contracts 3 and rolling bearings 2 , where there is a distance between the wall element 3 and rolling bearings 2 sinks, the clamping bush is pushed out of the area between the roller bearings 2 and wall element 3 he follows.

Insbesondere ist vorgesehen, dass zumindest der Außenring des Wälzlagers 2 und die Spannbuchse 4 aus einem Material mit gleichem thermischem Ausdehnungskoeffizienten gefertigt sind. Somit ist erreicht, dass eine Passung zwischen Wälzlager 2 und Spannbuchse stets erhalten bleibt, wie diese beim Montieren der Gehäuseanordnung 1 eingestellt wurde.In particular, it is provided that at least the outer ring of the rolling bearing 2 and the clamping bush 4 are made of a material with the same thermal expansion coefficient. This ensures that there is a fit between the roller bearings 2 and bushing is always retained, as when assembling the housing assembly 1 was discontinued.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2006/090567 A1 [0002]
JP 2005185081 A [0002]
JP 2004048912 A [0002]
DE 2926541 A1 [0006]
DE 7927829 U1 [0006]

Claims

Housing arrangement (1), in particular bearing plate, of an electric motor (10) comprising a wall element (3) made of a first material and a clamping bush (4) made of a second material, characterized in that the clamping bush (4) is wedge-shaped and has a cylindrical surface (5) for receiving a roller bearing (2) and a beveled, conical surface (6) for abutting against a conical surface (6) complementary shaped surface (11) of the wall element (3).

Housing arrangement (1) after Claim 1 , characterized by an elastic element (7) which is supported on the wall element (3) or another wall element, in particular a disc (9) coupled to the wall element (3) and along an extension direction of the cylindrical surface (5) on the Clamping bushing (4) acts.

Housing arrangement (1) after Claim 2 , characterized in that the elastic element (7) is a spring, in particular a plate spring.

Housing arrangement (1) after Claim 2 or 3 , characterized in that the conical surface (6) of the clamping bush (4) can be pressed by the elastic element (7) against the counter surface (11) of the wall element (3) in such a way that different thermal expansions on the wall element (3) and Clamping bushing (4) can be compensated for by means of the elastic element (7) by moving the clamping bushing (4) along the direction of extension of the cylindrical surface (5).

Housing arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the conical surface (6) with respect to the cylindrical surface (5) has a cone angle between 5 ° and 45 °.

Housing arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the conical surface (6) with respect to the cylindrical surface (5) has a cone angle which is at least as large as the arc tangent of the coefficient of friction between the wall element (3) and the clamping bush (4 ).

Housing arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the wall element (3) made of aluminum and / or the clamping bush (4) are made of steel.

Electric motor (10) comprising a shaft (8) and a housing arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the shaft (8) is supported by a roller bearing (2) on the clamping bush of the housing arrangement (1).

Electric motor (10) after Claim 8 , characterized in that the cylindrical surface (5) extends parallel to a central axis (100) of the rolling bearing (2).

Electric motor (10) after Claim 8 or 9 , characterized in that the clamping bush (4) is arranged displaceably along the direction of extension of the shaft (8).