DE102018215462A1

DE102018215462A1 - Rotor assembly for an electric motor and method for installing the rotor assembly in a housing part of the electric motor

Info

Publication number: DE102018215462A1
Application number: DE102018215462.7A
Authority: DE
Inventors: Christian Lang; Julian Veitengruber; Thomas Winter; Michael Kleindl; Camilo Andres Carrillo Estupinan; Holger Fischer; Markus Heidrich; Andreas Herzberger; Ralph Peter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2020-03-12
Also published as: WO2020052925A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rotor-Baugruppe (100) für einen Elektromotor, welche einen Rotor (10) mit einer Rotorwelle (12) und mindestens einem Rotorpaket (14), einen ersten Sicherungsring (20), einen zweiten Sicherungsring (60) und ein Flanschlager (30) mit einem Lager (40) und einem Flanschteil (50) umfasst. Die Erfindung betrifft ferner einen Elektromotor, der die Rotor-Baugruppe (100) umfasst. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einbau der Rotor-Baugruppe (100) in ein Gehäuseteil des Elektromotors.

The invention relates to a rotor assembly (100) for an electric motor, which has a rotor (10) with a rotor shaft (12) and at least one rotor assembly (14), a first locking ring (20), a second locking ring (60) and a flange bearing (30) with a bearing (40) and a flange part (50). The invention further relates to an electric motor that comprises the rotor assembly (100). The invention also relates to a method for installing the rotor assembly (100) in a housing part of the electric motor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotor-Baugruppe für einen Elektromotor, welche einen Rotor mit einer Rotorwelle und mindestens einem Rotorpaket, einen ersten Sicherungsring, einen zweiten Sicherungsring und ein Flanschlager mit einem Lager und einem Flanschteil umfasst. Die Erfindung betrifft ferner einen Elektromotor, der die Rotor-Baugruppe umfasst. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Einbau der Rotor-Baugruppe in ein Gehäuseteil des Elektromotors.The invention relates to a rotor assembly for an electric motor, which comprises a rotor with a rotor shaft and at least one rotor package, a first locking ring, a second locking ring and a flange bearing with a bearing and a flange part. The invention further relates to an electric motor that includes the rotor assembly. Furthermore, the invention relates to a method for installing the rotor assembly in a housing part of the electric motor.

Stand der TechnikState of the art

Um den Energieverbrauch zu reduzieren und umweltfreundlich zu sein, werden heutzutage immer mehr Kraftfahrzeuge voll oder teilweise elektrisch angetrieben. Diese voll oder teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeuge werden Elektrofahrzeuge (EV), Hybridfahrzeuge (HEV) oder Plug-In-Hybridfahrzeuge (PHEV) genannt.In order to reduce energy consumption and be environmentally friendly, more and more motor vehicles are being driven fully or partially electrically these days. These fully or partially electrically powered motor vehicles are called electric vehicles (EV), hybrid vehicles (HEV) or plug-in hybrid vehicles (PHEV).

In solchen voll oder teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen sind Elektromotoren als Traktionsmotor eingebaut. Um Bauraum und Herstellungskosten des Kraftfahrzeuges zu reduzieren, werden die als Traktionsmotor dienende Elektromotoren üblicherweise zusammen mit dem Getriebe des Kraftfahrzeuges sehr kompakt in einem gemeinsamen Gehäuse eingebaut, beispielsweise kann ein Lagerschild des Elektromotors zugleich als ein Lagerschild bzw. ein Gehäuseteil eines Getriebes dienen.In such fully or partially electrically driven motor vehicles, electric motors are installed as a traction motor. In order to reduce installation space and manufacturing costs of the motor vehicle, the electric motors serving as traction motors are usually installed very compactly together with the transmission of the motor vehicle in a common housing, for example a bearing plate of the electric motor can simultaneously serve as a bearing plate or a housing part of a transmission.

In dem oben genannten Falle, dass das Lagerschild des Elektromotors zugleich das Lagerschild bzw. das Gehäuseteil des Getriebes ist, kann die notwendige axiale Sicherung des Lagers am Außenring mittels Keilsicherungs- oder Sprengring in einer Nut vor dem Lager erfolgen. Die notwendige Sicherung des Lagers am Innenring auf einer Rotorwelle des Elektromotors erfolgt durch einen Sprengring in einer Nut auf der Rotorwelle. Dabei kann das Lager als Flanschlager ausgebildet sein, das mit unterschiedlichen Ausgestaltungsarten für Automotiv- als auch Industrieanwendungen bereits bekannt ist.In the case mentioned above, that the end shield of the electric motor is also the end shield or the housing part of the gearbox, the necessary axial securing of the bearing on the outer ring can be carried out in a groove in front of the bearing by means of a wedge lock or snap ring. The necessary securing of the bearing on the inner ring on a rotor shaft of the electric motor is done by a snap ring in a groove on the rotor shaft. The bearing can be designed as a flange bearing, which is already known with different types of configuration for automotive and industrial applications.

Da die Zugänglichkeit zum Fügen des Sprengrings am Innenring von der Getriebeseite eingeschränkt bzw. nicht gewollt ist, muss das Lager auf der Rotorwelle vormontiert und gesichert werden. Der Rotor wird anschließend mit dem vormontierten Lager in eine in das Lagerschild eingegossene Stahlbuchse mit Überdeckung (Presssitz) eingepresst und der Keilsicherungsring wird anschließend gefügt.As the accessibility for joining the snap ring on the inner ring from the gearbox side is restricted or not wanted, the bearing must be pre-assembled and secured on the rotor shaft. The rotor is then pressed with the pre-assembled bearing into a steel bushing with a cover (press fit) cast into the end shield and the wedge lock ring is then fitted.

Aufgrund der eingeschränkten Zugänglichkeit von Teile wie z.B. der Getriebeglocke und/oder dem magnetisierten Rotor, sind der Pressprozess des Lagers sowie das Fügen des Keilsicherungsrings sehr aufwändige Fertigungsschritte. Insbesondere in einer Großserienfertigung sind das automatisierte Fügen des Keilsicherungsrings sowie die Ausgestaltung des Presswerkzeuges äußerst komplex. Die Demontage des Lagers bzw. des Rotors gestaltet sich ebenso kompliziert und ist nicht bzw. nur zerstörend möglich.Due to the restricted accessibility of parts such as the bell housing and / or the magnetized rotor, the pressing process of the bearing and the joining of the wedge lock ring are very complex manufacturing steps. In large series production in particular, the automated joining of the wedge locking ring and the configuration of the pressing tool are extremely complex. The dismantling of the bearing or the rotor is just as complicated and is not possible or is only possible in a destructive manner.

Das Dokument DE 10 2011 088 664 A1 offenbart eine elektromechanische Schaltvorrichtung für ein Schaltgetriebe, bei welcher ein Elektromotor und eine Stellspindel über ein Winkelgetriebe gekoppelt und unmittelbar in einem entsprechend modifizierten Gehäuseteil des Schaltgetriebes gelagert sind. Dabei wird ein Flanschlager zur Aufnahme eines Kugelgewindetriebs verwendet.The document DE 10 2011 088 664 A1 discloses an electromechanical switching device for a manual transmission, in which an electric motor and an adjusting spindle are coupled via an angular gear and are mounted directly in a correspondingly modified housing part of the manual transmission. A flange bearing is used to hold a ball screw.

Das Dokument DE 11 2012 000 043 T5 beschreibt einen Generatormotor mit einem Flansch, der in der axialen Richtung abnehmbar auf der Seite einer Hydraulikpumpe angeordnet ist. Dabei wird ein Flanschlager verwendet.The document DE 11 2012 000 043 T5 describes a generator motor with a flange which is detachably arranged on the side of a hydraulic pump in the axial direction. A flange bearing is used.

Aus dem Dokument DE 10 2013 219 118 B4 ist eine Flanschlager-Gehäuseeinheit bekannt, welche wenigstens einen Innenring, wenigstens einen Außenring sowie zwischen diesen aufgenommene Wälzkörper umfasst.From the document DE 10 2013 219 118 B4 a flange bearing housing unit is known which comprises at least one inner ring, at least one outer ring and rolling elements accommodated between them.

Das Dokument DE 10 2008 061 275 A1 betrifft einen Elektromotor, dessen Gehäuse ein Lagerschild umfasst, der als Flanschlagerschild ausgebildet ist.The document DE 10 2008 061 275 A1 relates to an electric motor, the housing of which comprises a bearing plate which is designed as a flange plate.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird eine Rotor-Baugruppe für einen Elektromotor vorgeschlagen. Dabei umfasst die Rotor-Baugruppe einen Rotor mit einer Rotorwelle und mindestens einem Rotorpaket, einen ersten Sicherungsring, einen zweiten Sicherungsring und ein Flanschlager mit einem Lager und einem Flanschteil, wobei das Lager einen Außenring, einen Innenring sowie mehrere Wälzkörper aufweist.A rotor assembly for an electric motor is proposed. The rotor assembly comprises a rotor with a rotor shaft and at least one rotor package, a first locking ring, a second locking ring and a flange bearing with a bearing and a flange part, the bearing having an outer ring, an inner ring and a plurality of rolling elements.

Alternativ umfasst die Rotor-Baugruppe einen Rotor mit einer Rotorwelle und mindestens einem Rotorpaket, einen zweiten Sicherungsring und ein Flanschlager mit einem Lager und einem Flanschteil, wobei das Lager einen Außenring, einen Innenring sowie mehrere Wälzkörper aufweist und wobei der Außenring des Lagers und das Flanschteil eine Einheit bilden.Alternatively, the rotor assembly comprises a rotor with a rotor shaft and at least one rotor package, a second locking ring and a flange bearing with a bearing and a flange part, the bearing having an outer ring, an inner ring and a plurality of rolling elements, and wherein the outer ring of the bearing and the flange part form a unit.

Erfindungsgemäß weist das Flanschteil des Flanschlagers mindestens einen über einen Außendurchmesser des Rotorpakets hinausragenden Schraubarm auf, der mindestens eine Befestigungsbohrung zur Befestigung der Rotor-Baugruppe an einem Gehäuseteil umfasst.According to the invention, the flange part of the flange stop has at least one screw arm which projects beyond an outer diameter of the rotor package and which comprises at least one fastening hole for fastening the rotor assembly to a housing part.

Zur Reduzierung des Gewichts des Flanschteils kann der mindestens eine Schraubarm Ausnehmungen aufweisen. To reduce the weight of the flange part, the at least one screw arm can have recesses.

Das Flanschteil weist eine erste Seite, welche dem Rotorpaket zugewandt ist, eine zweite Seite, welche dem Gehäuseteil des Elektromotors zugewandt ist, und eine zentrale Bohrung zur Aufnahme des Lagers auf.The flange part has a first side which faces the rotor assembly, a second side which faces the housing part of the electric motor, and a central bore for receiving the bearing.

Das Lager kann als Wälzlager wie z.B. Kugellager ausgebildet werden.The bearing can be used as a roller bearing, e.g. Ball bearings are formed.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Flanschteil bzw. das Flanschlager plan an dem Gehäuseteil auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Flanschteil im Bereich der Befestigungsbohrungen der Schraubarme in Richtung des Gehäuseteils versenkt, um axialen Bauraum im Bereich des Wickelkopfes des Elektromotors zu gewinnen.In a preferred embodiment, the flange part or the flange bearing lies flat on the housing part. In a further preferred embodiment, the flange part is countersunk in the area of the fastening bores of the screw arms in the direction of the housing part in order to gain axial installation space in the area of the winding head of the electric motor.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Flanschteil weiterhin eine Zentrierfläche zur Zentrierung des Flanschlagers beim Fügen der Rotor-Baugruppe in das Gehäuseteil auf.In a preferred embodiment, the flange part also has a centering surface for centering the flange stop when the rotor assembly is joined into the housing part.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Flanschteil mindestens eine frei definierbare Anschlagfläche, die zur Einstellung und Optimierung des Wärmeübergangs zwischen dem Flanschteil und dem Gehäuseteil dient, wobei die mindestens eine frei definierbare Anschlagfläche durch Änderung der Größe als auch durch Änderung der Position optimiert werden kann. Beispielsweise kann das Flanschteil eine oder mehrere zentrale axiale Anschlagflächen aufweisen. Es kann aber auch mehrere dezentrale Anschlagflächen, die jeweils um eine Befestigungsbohrung vorgesehen sind, aufweisen. Es kann auch zentrale und dezentrale Anschlagflächen gleichzeitig aufweisen.In a further preferred embodiment, the flange part comprises at least one freely definable stop surface which is used for setting and optimizing the heat transfer between the flange part and the housing part, the at least one freely definable stop surface being able to be optimized by changing the size and also by changing the position. For example, the flange part can have one or more central axial stop surfaces. However, it can also have a plurality of decentralized stop surfaces, each of which is provided around a fastening hole. It can also have central and decentralized stop surfaces at the same time.

Zur Erhöhung der Steifigkeit des Flanschteils kann das Flanschteil Versteifungsrippen auf der dem Rotorpaket zugewandten Seite aufweisen.To increase the rigidity of the flange part, the flange part can have stiffening ribs on the side facing the rotor package.

Das Flanschteil kann als Gussbauteil einteilig hergestellt werden. Es kann aber auch aus zwei oder mehreren Einzelteilen formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig zusammengebaut werden. Beispielsweise kann das Flanschteil aus zwei oder mehreren Einzelteilen zusammengeschweißt, geklemmt oder genietet usw. werden. Vorzugsweise bestehen das einteilige Gussbauteil und die das Flanschteil bildenden Einzelteile aus Stahl.The flange part can be manufactured in one piece as a cast component. However, it can also be assembled from two or more individual parts in a form-fitting, force-fitting or material-fitting manner. For example, the flange part can be welded, clamped or riveted, etc. from two or more individual parts. The one-piece cast component and the individual parts forming the flange part are preferably made of steel.

Vorteilhaft kann zwischen dem Flanschlager und dem Gehäuseteil eine zusätzliche O-Ring-Dichtung vorgesehen werden. Vorteilhaft kann ein Radialwellendichtring vor oder hinter dem Lager in die zentrale Bohrung eingefügt werden.An additional O-ring seal can advantageously be provided between the flange bearing and the housing part. A radial shaft sealing ring can advantageously be inserted in front of or behind the bearing in the central bore.

Um das EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit)-Verhaltens des Elektromotors zu optimieren, können elektrische Isolationselemente zwischen der Rotorwelle und dem Gehäuseteil integriert werden. Dies kann beispielsweise durch Aufbringen zusätzlicher Isolationsbeschichtungen an dem Flanschteil erfolgen.In order to optimize the EMC (electromagnetic compatibility) behavior of the electric motor, electrical insulation elements can be integrated between the rotor shaft and the housing part. This can be done, for example, by applying additional insulation coatings to the flange part.

Um das Schwingungsverhalten des Elektromotors zu optimieren, können Dämpfungselemente in das Flanschteil oder zwischen dem Flanschteil und dem Gehäuseteil integriert werden. Die Dämpfungselemente können beispielsweise in die Befestigungsbohrungen des Flanschteils eingefügt oder an den Anschlagflächen des Flanschteils angebracht werden.In order to optimize the vibration behavior of the electric motor, damping elements can be integrated into the flange part or between the flange part and the housing part. The damping elements can, for example, be inserted into the fastening bores of the flange part or attached to the stop surfaces of the flange part.

Es wird ferner ein Elektromotor vorgeschlagen, welcher die erfindungsgemäße Rotor-Baugruppe umfasst.An electric motor is also proposed, which comprises the rotor assembly according to the invention.

Weiterhin wird ein Verfahren zum Einbau der erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe in ein Gehäuseteil eines Elektromotors vorgeschlagen. Dabei wird in einem ersten Schritt die erfindungsgemäße Rotor-Baugruppe außerhalb des Gehäuseteils hergestellt. In einem zweiten Schritt wird die in dem ersten Schritt hergestellte, erfindungsgemäße Rotor-Baugruppe in das Gehäuseteil des Elektromotors eingesetzt.Furthermore, a method for installing the rotor assembly according to the invention in a housing part of an electric motor is proposed. In a first step, the rotor assembly according to the invention is manufactured outside the housing part. In a second step, the rotor assembly according to the invention produced in the first step is inserted into the housing part of the electric motor.

Beim Herstellen der erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe wird zunächst das Flanschlager durch Einpressen des Lagers in einen Lagersitz des Flanschteils hergestellt. Anschließend wird der erste Sicherungsring in eine Nut des Flanschteils gefügt. Danach wird das Flanschlager auf die Rotorwelle des Rotors montiert. Anschließend wird der zweite Sicherungsring auf die Rotorwelle des Rotors gefügt.When producing the rotor assembly according to the invention, the flange bearing is first produced by pressing the bearing into a bearing seat of the flange part. The first circlip is then inserted into a groove in the flange part. The flange bearing is then mounted on the rotor shaft of the rotor. The second circlip is then attached to the rotor shaft of the rotor.

Im Falle, dass der Außenring des Lagers und das Flanschteil eine Einheit bilden wird beim Herstellen der erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe zunächst das Flanschlager durch Einbringen der Wälzkörper und des Innenrings in das als Außenring dienende Flanschteil hergestellt. Anschließend wird das Flanschlager auf die Rotorwelle des Rotors montiert. Danach wird der zweite Sicherungsring auf die Rotorwelle des Rotors gefügt.In the event that the outer ring of the bearing and the flange part form a unit, when manufacturing the rotor assembly according to the invention the flange bearing is first produced by introducing the rolling elements and the inner ring into the flange part serving as the outer ring. The flange bearing is then mounted on the rotor shaft of the rotor. Then the second circlip is placed on the rotor shaft of the rotor.

Beim Einsetzen der hergestellten, erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe wird zunächst die Rotor-Baugruppe in das Gehäuseteil gefügt. Anschließend wird das Flanschteil mit dem Gehäuseteil verschraubt, wobei das Verschrauben von einer dem Rotor zugewandten Seite des Gehäuseteils am Rotor vorbei oder von einer dem Rotor abgewandten Seite des Gehäuseteils durchgeführt wird.When inserting the manufactured rotor assembly according to the invention, the rotor assembly is first inserted into the housing part. The flange part is then screwed to the housing part, the screwing being carried out past the rotor from a side of the housing part facing the rotor or from a side of the housing part facing away from the rotor.

In dem Fall, dass das Verschrauben des Flanschteils mit dem Gehäuseteil von der dem Rotor abgewandten Seite durchgeführt wird, wird ein Schraubgewinde in die jeweilige Befestigungsbohrung des Schraubarms integriert. In the event that the flange part is screwed to the housing part from the side facing away from the rotor, a screw thread is integrated into the respective mounting hole of the screw arm.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Toleranz bezüglich der Koaxialität der Getriebeeingangswelle zur Rotorwelle minimiert werden.With the method according to the invention, the tolerance with regard to the coaxiality of the transmission input shaft with the rotor shaft can be minimized.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Mit der erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe und dem erfindungsgemäßen Verfahren findet ein Einpressvorgang des Lagers in ein Flanschteil außerhalb eines gemeinsamen Gehäuseteils eines Elektromotors und eines Getriebes statt. Üblicherweise wird das Lager auf der Rotorwelle des Elektromotors vormontiert und gesichert. Der Rotor wird anschließend mit dem vormontierten Lager in eine in das Lagerschild eingegossene Stahlbuchse mit Überdeckung (Presssitz) eingepresst und der Keilsicherungsring anschließend gefügt. Mit der erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe und dem erfindungsgemäßen Verfahren entfällt somit ein komplexer Pressvorgang mit Kraftfluss bzw. Abstützung in oder an das Gehäuseteil, der zur Vermeidung einer elastischen oder sogar plastischen Verformung im Getriebe eingerichtet ist. Darüber hinaus kann die Presskraft bei der Montage des Lagers ins Flanschteil reduziert werden.With the rotor assembly according to the invention and the method according to the invention, the bearing is pressed into a flange part outside a common housing part of an electric motor and a transmission. The bearing is usually preassembled and secured on the rotor shaft of the electric motor. The rotor is then pressed with the pre-assembled bearing into a steel bushing with a cover (press fit) cast into the end shield and the wedge lock ring is then fitted. With the rotor assembly according to the invention and the method according to the invention, a complex pressing process with power flow or support in or on the housing part, which is set up to avoid elastic or even plastic deformation in the transmission, is thus eliminated. In addition, the pressing force can be reduced when mounting the bearing in the flange part.

Aufgrund des außerhalb des Gehäuseteils stattfindenden Fügevorgangs des ersten Sicherungsrings, können die Montage sowie ggf. die Kontrolle des ersten Sicherungsrings zur Sicherung des Lagers mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr einfach durchgeführt werden.Due to the joining process of the first locking ring taking place outside the housing part, the assembly and possibly the checking of the first locking ring for securing the bearing can be carried out very simply using the method according to the invention.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die vormontierte Rotor-Baugruppe leicht in das Gehäuseteil durch einen Schraubprozess am Rotor vorbei oder alternativ auch von der Getriebeseite montiert werden. Des Weiteren ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, das Lager bzw. den Rotor unkompliziert und ohne Zerstörung zu demontieren. Ferner kann die Toleranz bezüglich der Koaxialität der Getriebeeingangswelle zur Rotorwelle mit dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht minimiert werden.With the method according to the invention, the preassembled rotor assembly can easily be fitted into the housing part by a screwing process past the rotor or alternatively also from the gear side. Furthermore, the method according to the invention enables the bearing or the rotor to be disassembled easily and without destruction. Furthermore, the tolerance regarding the coaxiality of the transmission input shaft to the rotor shaft can be easily minimized with the method according to the invention.

Außerdem können die Herstellungs- bzw. Fertigungskosten mit der erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe und dem erfindungsgemäßen Verfahren reduziert werden.In addition, the manufacturing or manufacturing costs can be reduced with the rotor assembly according to the invention and the method according to the invention.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings and the description below.

Es zeigen:

1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäße Rotor-Baugruppe,
2 eine perspektivische Darstellung einer ersten Seite eines bevorzugten Flanschteils,
3 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Seite des bevorzugten Flanschteils,
4 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe,
5 eine perspektivische Querschnittsdarstellung der in ein Gehäuseteil verschraubten erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe und
6 eine perspektivische Darstellung der Verschraubung der erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe in das Gehäuseteil mit einem Schraubwerkzeug.

Show it:

1 2 shows an exploded view of a rotor assembly according to the invention,
2nd 2 shows a perspective illustration of a first side of a preferred flange part,
3rd a perspective view of a second side of the preferred flange part,
4th 2 shows a perspective illustration of the rotor assembly according to the invention,
5 a perspective cross-sectional view of the rotor assembly according to the invention screwed into a housing part and
6 a perspective view of the screwing of the rotor assembly according to the invention in the housing part with a screwing tool.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference symbols, with a repeated description of these elements being dispensed with in individual cases. The figures represent the subject matter of the invention only schematically.

1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe 100 eines Elektromotors, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in ein Gehäuseteil 70 (vgl. 5 und 6)des Elektromotors montierbar ist. Die Rotor-Baugruppe 100 umfasst unter anderem einen Rotor 10, welcher eine Rotorwelle 12 und ein Rotorpaket 14 aufweist. 1 shows an exploded view of a rotor assembly according to the invention 100 an electric motor, which with the inventive method in a housing part 70 (see. 5 and 6 ) of the electric motor is mountable. The rotor assembly 100 includes a rotor 10th which is a rotor shaft 12th and a rotor package 14 having.

Die Rotor-Baugruppe 100 umfasst ferner einen ersten Sicherungsring 20, ein Flanschlager 30, welches aus einem Lager 40 und einem Flanschteil 50 gebildet ist, und einen zweiten Sicherungsring 60. Dabei kann der erste Sicherungsring 20 beispielsweise als Keilsicherungsring oder Sprengring und der zweite Sicherungsring 60 als Sprengring ausgebildet sein.The rotor assembly 100 further comprises a first locking ring 20th , a flange bearing 30th which is from a warehouse 40 and a flange part 50 is formed, and a second locking ring 60 . The first circlip 20th for example as a wedge locking ring or snap ring and the second locking ring 60 be designed as a snap ring.

Das Flanschteil 50 umfasst eine erste Seite, welche dem Rotorpaket 14 zugewandt ist, und eine zweite Seite, welche einem Gehäuseteil 70 des Elektromotors zugewandt ist.The flange part 50 comprises a first side which is the rotor package 14 is facing, and a second side, which is a housing part 70 facing the electric motor.

Das Flanschteil 50 umfasst ferner in einer zentralen Bohrung 510 von der ersten, dem Rotorpaket 14 zugewandten Seite aus gesehen eine Nut 55 für den ersten Sicherungsring 20, einen Lagersitz 54 und einen Lagersitzanschlag 58.The flange part 50 also includes in a central bore 510 from the first, the rotor package 14 a groove seen from the facing side 55 for the first circlip 20th , a camp seat 54 and a bearing seat stop 58 .

Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst das Lager 40 in den Lagersitz 54 des Flanschteils 50 bis zum Lagersitzanschlag 58 eingepresst, so dass ein Flanschlager 30 gebildet wird. Anschließend wird der erste Sicherungsring 20 in die Nut 55 des Flanschteils 50 an einem Außenring 42 des Lagers 40 zur Sicherung des Lagers 40 im Flanschteil 50 gefügt. Das Flanschlager 30 wird dann auf die Rotorwelle 12 montiert und durch Fügen des zweiten Sicherungsrings 60 an einem Innenring 44 des Lagers 40 auf die Rotorwelle 12 gesichert. When carrying out the method according to the invention, the bearing is first 40 in the camp seat 54 of the flange part 50 up to the bearing seat stop 58 pressed in so that a flange bearing 30th is formed. Then the first circlip 20th in the groove 55 of the flange part 50 on an outer ring 42 of the camp 40 to secure the camp 40 in the flange part 50 added. The flange bearing 30th is then on the rotor shaft 12th assembled and by joining the second circlip 60 on an inner ring 44 of the camp 40 on the rotor shaft 12th secured.

In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Flanschteils 50 zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, welche drei Schraubarme 51 zur Befestigung des Flanschlagers 30 bzw. der Rotor-Baugruppe 100 an einem Gehäuseteil 70 des Elektromotors umfasst. Die drei Schraubarme 51 ragen hierbei über einen Außendurchmesser des Rotorpakets 14 hinaus und umfassen jeweils eine Befestigungsbohrung 52, wodurch das Flanschlager 30 bzw. die Rotor-Baugruppe 100 in das Gehäuseteil 70 über Schrauben 92 (vgl. 5 und 6) befestigt werden kann. Das Flanschteil 50 kann weitere Ausführungsformen wie z.B. mehr als drei Schraubarme 51 aufweisen.In 1 is a preferred embodiment of the flange part 50 shown to carry out the method according to the invention, which three screw arms 51 for fastening the flange stop 30th or the rotor assembly 100 on a housing part 70 of the electric motor. The three screw arms 51 protrude over an outer diameter of the rotor assembly 14 and each include a mounting hole 52 , causing the flange bearing 30th or the rotor assembly 100 in the housing part 70 about screws 92 (see. 5 and 6 ) can be attached. The flange part 50 can other embodiments such as more than three screw arms 51 exhibit.

Zur Zentrierung der Rotor-Baugruppe 100 beim Fügen in das Gehäuseteil 70 des Elektromotors ist das Flanschteil 50 mit einer Zentrierfläche 56 versehen. Um den Wärmeübergang zwischen dem Flanschlager 30 und dem Gehäuseteil 70 einzustellen und zu optimieren, kann auf der zweiten Seite des Flanschteils 50 noch eine frei definierbare axiale Anlagefläche 57 (vgl. 3) vorgesehen werden.For centering the rotor assembly 100 when joining in the housing part 70 of the electric motor is the flange part 50 with a centering surface 56 Mistake. The heat transfer between the flange bearings 30th and the housing part 70 can be adjusted and optimized on the second side of the flange part 50 another freely definable axial contact surface 57 (see. 3rd ) can be provided.

Das Flanschteil 50 kann bevorzugt als Gussbauteil einteilig hergestellt werden. Es kann aber auch aus zwei oder mehreren Einzelteilen formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig zusammengebaut werden. Beispielsweise kann das Flanschteil 50 aus zwei oder mehreren Einzelteilen zusammengeschweißt, geklemmt oder genietet usw. werden. Bevorzugt bestehen das einteilige Gussbauteil und die das Flanschteil 50 bildenden Einzelteile aus Stahl.The flange part 50 can preferably be produced in one piece as a cast component. However, it can also be assembled from two or more individual parts in a form-fitting, force-fitting or material-fitting manner. For example, the flange part 50 welded, clamped or riveted etc. from two or more individual parts. The one-piece cast component and the flange part preferably exist 50 forming individual parts made of steel.

2 zeigt perspektivische Darstellung einer ersten, dem Rotorpaket 14 zugewandten Seite des in 1 dargestellten, bevorzugten Flanschteils 50. Das Flanschteil 50 umfasst in einer zentralen Bohrung 510 einen Lagersitz 54 zur Aufnahme des Lagers 40 und eine Nut 55 für den ersten Sicherungsring 20. Nach Pressen des Lagers 40 in den Lagersitz 54 bis zu einem Lagersitzanschlag 58 wird der erste Sicherungsring 20 in die Nut 55 gefügt, so dass das Lager 40 am Außenring 42 des Lagers 40 in dem Flanschteil 50 gesichert wird. 2nd shows a perspective view of a first, the rotor assembly 14 facing side of the in 1 shown, preferred flange part 50 . The flange part 50 includes in a central hole 510 a camp seat 54 to accommodate the camp 40 and a groove 55 for the first circlip 20th . After pressing the bearing 40 in the camp seat 54 up to a bearing seat stop 58 becomes the first circlip 20th in the groove 55 added so that the camp 40 on the outer ring 42 of the camp 40 in the flange part 50 is secured.

Vorteilhaft weist das Flanschteil 50 drei über den Außendurchmesser des Rotorpakets 14 hinausragende Schraubarme 51 auf. Dabei umfassen die Schraubarme 51 jeweils eine Befestigungsbohrung 52 zur Befestigung des Flanschteils 50 bzw. der Rotor-Baugruppe 100 an einem Gehäuseteil 70 des Elektromotors, welches zugleich auch als Gehäuseteil/Lagerschild eines mit dem Elektromotor verbundenen Getriebes dienen kann. Ferner umfasst das Flanschteil 50 auf dieser dem Rotorpaket 14 zugewandten Seite drei Anschlagflächen 59, die jeweils um eine Befestigungsbohrung 52 vorgesehen sind. Um das Gewicht des Flanschteils 50 zu reduzieren, weisen die Schraubarme 51 ferner jeweils Ausnehmungen 53 auf. Weiterhin weist das Flanschteil 50 zur Erhöhung der Steifigkeit des Flanschteils 50 mehrere Versteifungsrippen 511 auf.The flange part advantageously has 50 three over the outer diameter of the rotor assembly 14 protruding screw arms 51 on. The screw arms include 51 one mounting hole each 52 for fastening the flange part 50 or the rotor assembly 100 on a housing part 70 of the electric motor, which can also serve as a housing part / end shield of a gear connected to the electric motor. Furthermore, the flange part comprises 50 on this the rotor package 14 facing side three stop surfaces 59 , each around a mounting hole 52 are provided. To the weight of the flange part 50 to reduce the screw arms 51 also recesses 53 on. Furthermore, the flange part 50 to increase the rigidity of the flange part 50 several stiffening ribs 511 on.

3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiten, dem Gehäuseteil 70 zugewandten Seite des in 1 dargestellten, bevorzugten Flanschteils 50. Das Flanschteil 50 weist hierbei eine Zentrierfläche 56 auf, die zur Zentrierung des Flanschlagers 30 beim Fügen der Rotor-Baugruppe 100 in das Gehäuseteil 70 des Elektromotors dient. 3rd shows a perspective view of a second, the housing part 70 facing side of the in 1 shown, preferred flange part 50 . The flange part 50 has a centering surface 56 on that for centering the flange 30th when joining the rotor assembly 100 in the housing part 70 of the electric motor.

Das Flanschteil 50 weist auf der dem Gehäuseteil 70 zugewandten Seite ferner eine frei definierbare axiale Anlagefläche 57 auf, die zur Einstellung und Optimierung des Wärmeübergangs zwischen dem Flanschteil 50 und dem Gehäuseteil 70 dient. Das Flanschteil 50 weist ferner auf dieser dem Gehäuseteil 70 zugewandten Seite drei Anschlagflächen 59 auf, die jeweils um eine Befestigungsbohrung 52 vorgesehen sind.The flange part 50 points to the housing part 70 facing side also a freely definable axial contact surface 57 on that for setting and optimizing the heat transfer between the flange part 50 and the housing part 70 serves. The flange part 50 also points to this the housing part 70 facing side three stop surfaces 59 on, each around a mounting hole 52 are provided.

Die in den 2 und 3 dargestellten um die Befestigungsbohrungen 52 vorgesehenen Anschlagsflächen 59 können sowohl zur Optimierung des Wärmeübergangs zwischen dem Flanschteil 50 und dem Gehäuseteil 70, als auch zur Optimierung des Schwingungs- sowie EMV-Verhaltens des Elektromotors dienen.The in the 2nd and 3rd shown around the mounting holes 52 provided stop surfaces 59 can both optimize the heat transfer between the flange part 50 and the housing part 70 , as well as to optimize the vibration and EMC behavior of the electric motor.

4 zeigt eine perspektivische Darstellung der in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe 100, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Gehäuseteil 70 montierbar ist. Dabei weist die Rotor-Baugruppe 100 den Rotor 10 mit einer Rotorwelle 12 und einem Rotorpaket 14 auf. Das Flanschlager 30 ist mit dem in das Flanschteil 50 eingepressten Lager 40 und dem in das Flanschteil 50 gefügten ersten Sicherungsring 20 auf die Rotorwelle 12 montiert, wobei der zweite Sicherungsring 60 zur Sicherung des Flanschlagers 30 am Innenring 44 des Lagers 40 auf die Rotorwelle 12 gefügt ist. 4th shows a perspective view of the in 1 shown rotor assembly according to the invention 100 which with the inventive method in a housing part 70 is mountable. The rotor assembly points 100 the rotor 10th with a rotor shaft 12th and a rotor package 14 on. The flange bearing 30th is with the in the flange part 50 pressed bearing 40 and that in the flange part 50 joined first circlip 20th on the rotor shaft 12th mounted, the second circlip 60 to secure the flange bearing 30th on the inner ring 44 of the camp 40 on the rotor shaft 12th is joined.

5 zeigt eine perspektivische Querschnittsdarstellung der in 1 und 4 dargestellten erfindungsgemäßen Rotor-Baugruppe 100, welche über Schrauben 92 in ein Gehäuseteil 70 verschraubt ist. Die Rotor-Baugruppe 100 umfasst unter anderem den Rotor 10, der die Rotorwelle 12 und das Rotorpaket 14 aufweist, und das Flanschlager 30. In dem Lagersitz 54 des Flanschteils 50 ist ein Lager 40, dessen Wälzkörper 46 als Kugel ausgebildet sind, aufgenommen. Das Lager 40 ist dabei durch einen ersten Sicherungsring 20 am Außenring 42 des Lagers 40 in dem Flanschteil 50 und einen zweiter Sicherungsring 60 am Innenring 44 des Lagers 40 auf der Rotorwelle 12 gesichert. 5 shows a perspective cross-sectional view of the in 1 and 4th shown rotor assembly according to the invention 100 , which about screws 92 in a housing part 70 is screwed. The rotor assembly 100 includes the rotor 10th that the rotor shaft 12th and the rotor package 14 has, and the flange bearing 30th . In the camp seat 54 of the flange part 50 is a warehouse 40 , whose rolling elements 46 are formed as a ball. The warehouse 40 is by a first circlip 20th on the outer ring 42 of the camp 40 in the flange part 50 and a second circlip 60 on the inner ring 44 of the camp 40 on the rotor shaft 12th secured.

Das Gehäuseteil 70, das in 5 dargestellt ist, dient zugleich auch als Gehäuseteil/Lagerschild eines mit dem Elektromotor verbundenen Getriebes. Dabei umfasst das Gehäuseteil 70 einen Bereich, der als Lagerträger 72 mit einem Sitz 74 zur Aufnahme des Flanschlagers 30 ausgestaltet ist, und eine Bohrung 76, wodurch die Rotorwelle 12 des Elektromotors mit dem Getriebe verbunden werden kann.The housing part 70 , this in 5 is also used as a housing part / end shield of a gear connected to the electric motor. The housing part includes 70 an area called the bearing bracket 72 with one seat 74 to accommodate the flange stop 30th is designed, and a bore 76 , causing the rotor shaft 12th of the electric motor can be connected to the transmission.

Durch Erwärmung des Lagerträgers 72 bzw. des Gehäuseteils 70 im Betrieb weitet sich der Sitz 74 und der Wärmeübergang wird an dieser Stelle deutlich reduziert. Um dennoch einen definierten Wärmeübergang zwischen dem Flanschlager 30 und dem Gehäuseteil 70 zu erhalten, ist eine frei definierbare axiale Anlagefläche 57 wie in 3 erwähnt vorgesehen. Der Kontakt zwischen dem Flanschlager 30 und dem Gehäuseteil 70 wird durch axialen Druck über die Schrauben 92 gewährleistet.By heating the bearing bracket 72 or the housing part 70 the seat widens in operation 74 and the heat transfer is significantly reduced at this point. In order to achieve a defined heat transfer between the flange bearings 30th and the housing part 70 a freely definable axial contact surface is to be obtained 57 as in 3rd mentioned provided. The contact between the flange bearing 30th and the housing part 70 is caused by axial pressure on the screws 92 guaranteed.

Zwischen dem Flanschlager 30 und dem Gehäuseteil 70 kann eine O-Ring-Dichtung eingesetzt werden. Vor oder hinter dem Lager 40 in die zentrale Bohrung 510 kann ein Radialwellendichtring eingefügt werden.Between the flange bearings 30th and the housing part 70 an O-ring seal can be used. In front of or behind the warehouse 40 in the central hole 510 a radial shaft seal can be inserted.

Das Flanschteil 50 bzw. das Flanschlager 30 liegt hierbei plan an dem Gehäuseteil 70 bzw. dem Lagerträger 72 auf. Um axialen Bauraum im Bereich des Wickelkopfs des Elektromotors zu gewinnen, kann das Flanschteil 50 im Bereich der Befestigungsbohrungen 52 der Schraubarme 51 in Richtung des Gehäuseteils 70 versenkt werden.The flange part 50 or the flange bearing 30th lies flat on the housing part 70 or the bearing bracket 72 on. The flange part can be used to gain axial installation space in the area of the winding head of the electric motor 50 in the area of the mounting holes 52 the screw arms 51 towards the housing part 70 be sunk.

6 zeigt eine perspektivische Darstellung der Verschraubung der Rotor-Baugruppe 100 mittels des Flanschteils 50 in das Gehäuseteil 70 mit einem Schraubwerkzeug 90, welches eine Schraubenzuführung 94 aufweist, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Dabei ist das Schraubwerkzeug 90 für die Einsatzbedingungen wie z.B. Länge des Rotors 10 usw. entsprechend zu optimieren, um einerseits das notwendige Schraubmoment aufzubringen sowie das sichere Anziehen der Schraube 92 zu kontrollieren. Weiterhin ist die Schraubenzuführung 94 des Schraubwerkzeugs 90 gegen magnetischen Fluss des magnetisierten Rotors 10 zu schirmen bzw. a-magnetisch auszuführen. 6 shows a perspective view of the screw connection of the rotor assembly 100 by means of the flange part 50 in the housing part 70 with a screwdriver 90 which is a screw feeder 94 has, according to the inventive method. Here is the screwing tool 90 for the operating conditions such as length of the rotor 10th etc. to optimize accordingly, on the one hand to apply the necessary tightening torque and to securely tighten the screw 92 to control. Furthermore, the screw feeder 94 of the screwing tool 90 against magnetic flux of the magnetized rotor 10th to shield or to perform a-magnetic.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described here and the aspects emphasized therein. Rather, a large number of modifications are possible within the scope specified by the claims, which lie within the framework of professional action.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102011088664 A1 [0007]
DE 112012000043 T5 [0008]
DE 102013219118 B4 [0009]
DE 102008061275 A1 [0010]

Claims

Rotor assembly (100) for an electric motor, the rotor assembly (100) comprising a rotor (10) with a rotor shaft (12) and at least one rotor assembly (14), a first locking ring (20), a second locking ring (60) and a flange bearing (30) with a bearing (40) and a flange part (50), the bearing (40) having an outer ring (42), an inner ring (44) and a plurality of rolling elements (46), or wherein the rotor Assembly (100) comprises a rotor (10) with a rotor shaft (12) and at least one rotor package (14), a second locking ring (60) and a flange bearing (30) with a bearing (40) and a flange part (50), wherein the bearing (40) has an outer ring (42), an inner ring (44) and a plurality of rolling elements (46) and the outer ring (42) of the bearing (40) and the flange part (50) form a unit, characterized in that the Flange part (50) at least three screw arms (51) projecting beyond an outer diameter of the rotor assembly (14) which each have a fastening bore (52) for fastening the rotor assembly (100) to a housing part (70) of the electric motor.

Rotor assembly (100) after Claim 1 , characterized in that the flange part (50) has a centering surface (56) for centering the flange stop (30) when joining the rotor assembly (100) into the housing part (70).

Rotor assembly (100) after Claim 1 or 2nd , characterized in that the flange part (50) has a freely definable axial contact surface (57) for setting and optimizing the heat transfer between the flange part (50) and the housing part (70).

Rotor assembly (100) according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the flange part (50) is made in one piece as a cast steel component.

Rotor assembly (100) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that an O-ring seal is integrated in the flange bearing (30) between the flange bearing (30) and the housing part (70).

Rotor assembly (100) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that a radial shaft sealing ring is integrated in front of or behind the bearing (40) in a central bore (510).

Rotor assembly (100) according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that electrical insulation elements for optimizing the EMC behavior of the electric motor are integrated between the rotor shaft (12) and the housing part (70).

Rotor assembly (100) according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that damping elements for optimizing the vibration behavior of the electric motor are integrated in the flange part (50) or between the flange part (50) and the housing part (70).

Electric motor, which is a rotor assembly (100) according to one of the Claims 1 to 8th includes.

Method for installing a rotor assembly (100) according to one of the Claims 1 to 8th into a housing part (70) of an electric motor, characterized in that the method has the following steps: I. Manufacture of the rotor assembly (100) outside the housing part (70) with the sub-steps - pressing the bearing (40) into a bearing seat (54 ) the flange part (50); - Joining the first locking ring (20) in a groove (55) of the flange part (50); - Mounting the flange stop (30) on the rotor shaft (12) of the rotor (10); - Joining the second locking ring (60) on the rotor shaft (12) of the rotor (10); or with the substeps - introducing the rolling elements (46) and the inner ring (44) into the flange part (50) serving as the outer ring (42); - assembly of the flange stop (30) on the rotor shaft (12) of the rotor (10), - joining of the second locking ring (60) on the rotor shaft (12) of the rotor (10); II. Inserting the rotor assembly (100) produced in step I into the housing part (70) of the electric motor with the sub-steps - joining the rotor assembly (100) formed with the above steps into the housing part (70) and - screwing the flange part (50) with the housing part (70), the screw connection being carried out from a side of the housing part (70) facing the rotor (10) past the rotor (10) or from a side of the housing part (70) facing away from the rotor (10) .

Procedure according to Claim 10 , characterized in that a tolerance with regard to the coaxiality of a transmission input shaft to the rotor shaft (12) is minimized.