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Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Stator und mit einem Rotor, der drehfest auf einer Motorwelle angeordnet ist, welche in einem Motorgehäuse um eine Drehachse drehbeweglich gelagert ist. Unter Elektromotor wird hierbei insbesondere ein elektronisch kommutierter Lenkungsmotor eines Kraftfahrzeugs verstanden.
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Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise eine Anzahl von Verstellteilen, beispielsweise eine Lenkung, eine Sitzverstellung, ein betätigbares Schloss, einen Fensterheber und ein verstellbares Schiebedach auf, welche mittels eines jeweils zugeordneten elektromotorischen Antriebs (Stell- oder Verstellantriebs) verstellbar bzw. zwischen verschiedenen Stellpositionen verfahrbar sind. Insbesondere bei einem Lenkungsmotor oder bei einem Bremskraftverstärker eines Kraftfahrzeugs handelt es sich in der Regel um einen bürstenlosen Elektromotor als elektrische Drehstrommaschine.
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Ein solcher Elektromotor weist in der Regel einen Stator mit einer Anzahl von beispielsweise sternförmig angeordneten Statorzähnen auf, welche eine elektrische Drehfeld- oder Statorwicklung in Form einzelner Spulen tragen, die ihrerseits aus einem Isolierdraht gewickelt sind. Die Spulen sind mit deren Spulenenden (Wickeldrahtenden) einzelnen Strängen oder Phasen zugeordnet und untereinander in einer vorbestimmten Weise verschaltet sowie an Phasenanschlüsse zur Bestromung der Drehfeldwicklung geführt.
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Im Falle eines dreiphasigen, elektronisch kommutierten Elektromotors weist der Stator drei Phasen und damit zumindest drei Phasenleiter oder Phasenwicklungen auf, die jeweils phasenversetzt mit elektrischen Strom beaufschlagt werden, um ein magnetisches Drehfeld zu erzeugen, in dem ein üblicherweise mit Permanentmagneten versehener Rotor rotiert. Die Phasenenden der Phasenwicklungen werden zur Ansteuerung des Elektromotors an eine Motorelektronik geführt. Die Spulen der Drehfeldwicklung werden hierbei in Sternschaltung oder in Dreieckschaltung verschaltet und mit den drei Phasenanschlüssen elektrisch kontaktiert.
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Der Rotor sitzt drehfest (wellenfest) auf einer Motorwelle (Rotorwelle), die in zumindest einem Lager, insbesondere in einem Wälz- oder Kugellager, drehbar gelagert ist. Das Lager ist in einer Lageraufnahme (Lagersitz) eines Lagerschildes aufgenommen, dass beispielsweise als sogenanntes B-seitiges Lagerschild in ein Motorgehäuse eingesetzt oder an dieses angeformt oder sein kann. Auf dieser Gehäuseseite des B-seitigen Lagerschildes kann ein axialer Gehäusekragen des beispielsweise topfartigen oder hohlzylindrischen Motorgehäuses einen Aufnahmeraum für einen Drehgeber und/oder für eine Ansteuerelektronik des Elektromotors bilden.
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An ein das Motorgehäuse verschließendes A-seitiges Lagerschild kann ein weiteres Kugellager zur drehbaren Lagerung der Motorwelle angebunden bzw. in einer dortigen Lageraufnahme angeordnet sein. Auf der Gehäuseseite des A-seitigen Lagerschildes kann der Elektromotor über dessen Motorwelle mittels eines Getriebes mit einer Lenkstange einer Fahrzeuglenkung oder mit einem anderen Stellelement (Verstellteil) des Fahrzeugs gekoppelt (verbunden) sein.
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Im Falle eines Kugellagers (Wälzlagers), das typischerweise einen wellenfesten Innenring (Kugellagerinnenring) und einen Außenring (Kugellageraußenring) aufweist, sind häufig Lagerausgleichsscheiben zum axialen Sichern, Anstellen oder Vorspannen des Kugellagers im Lagersitz vorgesehen, um einen möglichst spielfreien Lauf der Motorwelle und eine Reduzierung von Laufgeräuschen zu erreichen. Hierzu können sogenannte Federscheiben und/oder Spannscheiben eingesetzt werden, um Axialtoleranzen zwischen Gehäuseteilen und dem Lagersitz der Motorwelle auszugleichen, also das Kugellager axial anzustellen bzw. vorzuspannen und ein Lagerspiel zwischen den Kugellagerringen zu beseitigen. Mittels einer wellenförmigen Federscheibe (Wellfederscheibe) können hierzu beispielsweise der Kugellageraußenring und der Kugellagerinnenring gegeneinander verschoben werden. Ist die Federscheibe nicht am Boden einer Lageraufnahme bzw. im Lagersitz abgestützt, sondern liegt beispielsweise auf der gegenüberliegenden Seite des Kugellagers an diesem an, so wird typischerweise eine Spannscheibe benötigt, um die Federscheibe an der gewünschten Position auf der Motorwelle zu halten.
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Diese wellenförmigen Federscheiben weisen üblicherweise eine von einem Scheibenring umschlossene kreisrunde Durchgangsöffnung für die Motorwelle auf. Dabei ist der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung häufig derart gewählt, dass keine Berührung der Federscheiben mit dem Kugellagerinnenring erfolgt, um eine unerwünschte Erhöhung des Reibmoments zu vermeiden. Nachteilig hieran ist jedoch, dass aufgrund des relativ großen Innendurchmessers der Durchgangsöffnung bei der Montage eine unerwünschte Verschiebung oder Verklemmung der Federscheibe im Bereich der Lageraufnahme, beispielsweise zwischen dem Kugellager (Wälzlager) und einer Lagerabdeckung oder einem Kugellagerdeckel, auftreten kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im motorischen Betrieb möglichst geräuscharmen Elektromotor, insbesondere einen elektronisch kommutierten Innenläufermotor, anzugeben. Insbesondere soll ein zuverlässiges Anstellen, Vorspannen und/oder Verspannen des Wälz- oder Kugellagers erreicht werden. Vorzugsweise soll eine möglichst fehlersichere Montage einer Federscheibe zum Vorspannen (Anstellen) des Kugellagers, insbesondere dessen Außenrings, sichergestellt werden.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der Elektromotor weist einen Stator und einen Rotor auf, der wellenfest und somit drehfest auf einer Motorwelle angeordnet ist, welche in mindestens einem Wälzlager, vorzugsweise in einem Kugellager, mit einem Außenring und mit einem mit der Motorwelle wellenfesten Innenring innerhalb eines Motorgehäuses um eine Drehachse drehbeweglich gelagert ist. Das Wälz- bzw. Kugellager ist in einer, vorzugsweise in einem nachfolgend auch als Gehäuselagerschild bezeichneten Lagerschild vorgesehenen, insbesondere axial eingezogenen, Lageraufnahme angeordnet. Diese ist weist geeigneter Weise eine Durchgangsöffnung für die Motorwelle auf. Der Elektromotor ist vorzugsweise ein elektronisch kommutierter Innenläufermotor, insbesondere ein Lenkungsmotor eines Kraftfahrzeugs.
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Der Außenring des Wälzlagers ist mittels einer wellenförmigen Federscheibe vorgespannt (angestellt). Diese sitz geeigneter Weise auf der dem Rotor abgewandten Lagerseite des Gehäuselagerschildes in der Lageraufnahme gehäusefest ein. Die Federscheibe ist geeigneter Weise von der Motorwelle durchsetzt. Die Federscheibe weist eine von einem ringförmigen Scheibenkörper umschlossene (umgebene) Wellenöffnung für die Motorwelle auf. Der ringförmige Scheibenkörper der Federscheibe weist in Scheibenumfangsrichtung eine Anzahl von Wellenzügen mit alternierend axial ausgestellten Halbwellen oder Halbwellenzügen auf. Mit anderen Worten ist die Federscheibe bzw. deren ringförmiger Scheibenkörper wellenförmig mit mehreren Wellentälern und Wellenbergen ausgeführt bzw. geformt. Insbesondere weist die Federscheibe drei Wellenzüge, also drei Wellenperioden mit drei in die eine Axialrichtung und drei in die andere Axialrichtung orientierten oder ausgestellten Halbwellen oder Halbwellenzügen auf.
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Die Federscheibe weist am Innenumfang des ringförmigen Scheibenkörpers eine Anzahl von radial einwärts gerichtenten Zentrierelementen auf. Diese liegen bei ungespannter Federscheibe an der Motorwelle an. Dadurch kann die Federscheibe praktisch fehlerfrei montiert werden, indem sich die Federscheibe bei der Montage über die Zentrierelemente an der Motorwelle abstützt und somit an dieser zentriert ist. Ein Verkippen, Verschieben oder Verklemmen der Federscheibe in der Lageraufnahme ist damit zuverlässig verhindert.
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Im gespannten Zustand der Federscheibe, wenn diese im Zuge der Montage axial zusammengedrückt bzw. vorgespannt wird, sind die Zentrierelemente zur Motorwelle, insbesondere unter Spaltbildung, beabstandet. Mit anderen Worten weichen die Zentrierelemente beim Ver- oder Vorspannen der wellenförmigen Federscheibe radial nach außen aus und gelangen somit außer Anlage an der Motorwelle. Hierdurch ist im Bereich der Federscheibe ein reibungsfreier Lauf der im Motorbetrieb rotierenden Motorwelle hergestellt und eine Erhöhung des Reibmoments vermieden. Die wellenförmige Federscheibe mit den Zentrierelementen ist vorzugsweise ein Stanz-Biegeteil aus einem Metallblech oder bevorzugt aus einem Federbandstahl.
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In vorteilhafter Weiterbildung ist die Federscheibe mittels einer in der Lageraufnahme formschlüssig oder vorzugsweise kraftschlüssig, beispielsweise nach Art einer Presspassung, einsitzenden ringförmigen Spannscheibe vorspannbar oder vorgespannt. Geeigneter Weise weist die Spannscheibe eine als Durchzug ausgeführte Wellenöffnung für die Motorwelle auf. Zur weiteren Erhöhung der Steifigkeit der Spannscheibe ist deren Scheibenaußenrand axial ausgestellt (axial aufgebogen), insbesondere in Ausstellrichtung der als Durchzug ausgeführten Wellenöffnung.
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Die Ausstellrichtung (Aufbiegerichtung) des Durchzugs und des Scheibenrandes der Spannscheibe ist geeigneter Weise in Richtung der Aufnahmeöffnung der Lageraufnahme orientiert, über welche Aufnahmeöffnung die Spannscheibe in die Lageraufnahme eingesetzt wird. Die Spannscheibe ist somit einerseits sicher gehäusefest gehalten, und andererseits kann die Spannscheibe möglichst nahe und somit raumsparend an die wellenförmige Federscheibe herangeführt werden, um diese gegen den Außenring des Kugellagers vorzuspannen. Zudem ist die Montage der Spannscheibe vereinfacht, da die jeweilige Kantenaufbiegung bevorzugt entgegen der Einsetzrichtung der Spannscheibe in die Lageraufnahme orientiert ist.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Zentrierelemente weisen diese einen an den Innenumfang (Innenradius) des ringförmigen Scheibenkörpers angeformten Radialsteg oder Zentrierarm auf. Geeigneter Weise sind drei derartige Radialstege oder -arme vorgesehen. Besonders zweckmäßig weisen die Zentrierelemente einen kreisbogenförmigen Zentrierabschnitt aufweisen. Dieser ist vorzugsweise an den zugeordneten Radialstege (Zentrierarm) an dessen dem Innenumfang des ringförmigen Scheibenkörpers abgewandten Stegende (Frei- oder Losende) angeformt.
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Besonders bevorzugt sind die Zentrierelemente an in gleicher Axialrichtung axial ausgestellten Halbwellenzügen (Halbwellen) des wellenförmigen Scheibenkörpers der Federscheibe angeordnet. Zweckmäßigerweise liegt der Scheibenkörper der Federscheibe am Außenring des Wälzlagers mit in die gleiche Axialrichtung axial ausgestellten Halbwellenzügen ohne Zentrierelemente - also zentrierelementfreien oder -losen Halbwellen - an. Die Zentrierelemente sind somit zum Kugellager bzw. zu dessen Außenring axial beabstandet.
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Im Zuge des Verspannens der Federscheibe, wenn deren Halbwellenzügen (Halbwellen) axial in Richtung des Kugellager geführt und dabei verformt werden, was vorzugsweise mittels der auf der dem Kugellager abgewandten Scheibenseite der Federscheibe in die Lageraufnahme eingepressten Spannscheibe erfolgt, weichen die Zentrierelemente radial einwärts zurück und geraten dabei in einfacher und zuverlässiger Weise, quasi automatisch, außer Anlage an der Motorwelle.
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Aufgrund des mittels des wellenförmigen Federelementes mit Zentrierelementen vorgespannten (angestellten) Außenrings des Kugellagers kann dieses gegen die Rückstellkraft der, vorzugsweise mittels der Spannscheibe, in der Lageraufnahme eingespannten Federscheibe axial ausweichen, so dass Laufgeräusche beim Betrieb des Elektromotors, vorzugsweise bei gleichzeitig spielfreiem Lagerlauf, verhindert oder zumindest reduziert sind. Zudem ist eine Erhöhung des Reibmoments durch die Federscheibe verhindert, da in deren gespanntem Zustand die Zentrierelemente nicht mehr an der Motorwelle reibend oder schleifend anliegen.
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Die Lageraufnahme für das Kugellager (Wälzlager) ist vorteilhaft als Schiebesitz ausgeführt. Dadurch kann bei der Montage des Elektromotors dessen Motorwelle zusammen mit dem Rotor und mit bereits montiertem Kugellager (Wälzlager) in das Motorgehäuse eingesetzt und das Kugellager (Wälzlager) von der dem Gehäuseinnenraum zugewandten Lagerseite des Gehäuselagerschildes her in die Lageraufnahme eingesetzt werden.
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Das mittels der wellenförmigen Federscheibe mit den am Innendurchmesser angeformten Zentrierelementen vorgespannte Kugellager (Wälzlager) befindet sich geeigneter Weise im sogenannten B-seitigen Lagerschild. Dort ist zweckmäßigerweise ein Aufnahmeraum für eine Motorelektronik zur Ansteuerung des Elektromotors gebildet, indem die vorzugsweise zylindrische Gehäusewand des Motorgehäuses das dortige Lagerschild axial überragt. In dieses Gehäuselagerschild sind geeigneter Weise entsprechende Durchgangsöffnungen für mit der Statorwicklung verbundene Phasenanschlüsse (-kontakte) vorgesehen, die in den Aufnahmeraum ragen und dort mit der Motorelektronik elektrisch kontaktiert bzw. kontaktierbar sind.
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Auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Motorgehäuses ist geeigneter Weise ein weiteres Lagerschild mit einer Lageraufnahme für ein weiteres Lager, insbesondere für ein Wälz- oder Kugellager, vorgesehen. Diese Lageraufnahme des sogenannten A-seitigen Lagerschildes ist zweckmäßigerweise nicht als Schiebesitz, sondern mit einem Aufnahmeboden ausgeführt, an dem das Lager (Wälz- oder Kugellager) abgestützt ist. Bei diesem A-seitigen Lager ist der Außenring des Kugellagers (Wälzlagers) als Presssitz in die Lageraufnahme eingesetzt. Somit kann auch dieses A-seitige Lagerschild - quasi als Gehäusedeckel - zusammen mit der Motorwelle und dem Rotor sowie dem B-seitigen Kugellager (Wälzlagers) montiert werden.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 in einer Schnittdarstellung einen Elektromotor mit einem Motorgehäuse und mit einem Stator sowie mit einem Rotor auf einer Motorwelle und mit A- und B-seitigem Lagerschild mit darin eingesetztem Kugellager sowie mit einer vorgespannten (angestellten) wellenförmigen Federscheibe am B-seitigen Kugellager,
- 2 und 3 in einer perspektivischen Darstellung bzw. in einer Seitenansicht die wellenförmige Federscheibe mit radial einwärts gerichteten Zentrierelementen an jeweils einem Halbwellenzug,
- 4 in einer Schnittdarstellung einen Ausschnitt aus 1 im Bereich des B-seitigen Kugellagers mit in einer Lageraufnahme einsitzender und an der Motorwelle mittels Zentrierelementen abgestützter Federscheibe,
- 5 in teilweise geschnittener Draufsicht die an der Motorwelle über die Zentrierelemente abgestützte Federscheibe,
- 6 in einer Darstellung gemäß 4 die in der Lageraufnahme mittels einer Spannscheibe vorgespannte Federscheibe, und
- 7 in einer Darstellung gemäß 6 die unter Spaltbildung der Zentrierelemente zur Motorwelle vorgespannte Federscheibe.
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Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt wesentliche Teile des Elektromotor 1, der ein elektronisch kommutierter Innenläufermotor ist, und der bevorzugt als Lenkungsmotor eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird. Der Elektromotor 1 weist einen Stator 2 und einen Rotor 3 auf, der wellenfest auf einer Motorwelle 4 angeordnet ist. Diese ist in einem A-seitigen Kugellager 5 und in einem B-seitigen Kugellager 6 innerhalb eines Motorgehäuses 7 um eine Drehachse (Motorachse) 8 drehbeweglich gelagert. Die Drehachse 8 ist in Axialrichtung A orientiert, die ebenso wie die hierauf bezogene Radialrichtung R in 1 als Pfeil dargestellt ist.
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In dem zylinderförmige (hohlzylindrische) Motorgehäuse 7 ist ein B-seitiges Lagerschild (Gehäuselagerschild) 9 mit einer Lageraufnahme 10 für das Kugellager 6 vorgesehen. Das B-seitige Lagerschild 9 bildet eine Zwischenwand zwischen einem Motorraum 7a, in dem der Rotor 3 mit der in den Kugellagern 5, 6 aufgenommen Motorwelle 4 und der Stator 2 angeordnet sind, und einem Aufnahmeraum 7b für eine nicht dargestellt Elektronik zur Ansteuerung des Elektromotors 1.
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Der Stator 2 weist eine Anzahl von sternförmig angeordneten Statorzähnen 11 auf, welche Spulen (Statorspulen) 12 tragen. Die Spulen 12 sind mit deren Spulenenden (Wickeldrahtenden) 13 einzelnen Strängen oder Phasen zugeordnet und untereinander mittels eines Verschaltungsrings 14 in Stern- oder Dreieckschaltung verschaltet sowie an Phasenanschlüsse 15 zur Bestromung der Drehfeldwicklung geführt.
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Im Falle des dreiphasigen, elektronisch kommutierten Elektromotors 1 weist der Stator 2 drei Phasen und somit zumindest drei, jeweils phasenversetzt mit elektrischen Strom beaufschlagte Phasenwicklungen auf. Diese erzeugen ein magnetisches Drehfeld, in dem der mit Permanentmagneten versehener Rotor 3 um die Drehachse 8 rotiert.
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Wie aus den 3 und 4 ersichtlich ist, ragen in den für die Motorelektronik vorgesehenen Aufnahmeraum 7b, der von einem das dortige Lagerschild 9 axial überragenden zylindrischen Gehäuseabschnitt 7c des Motorgehäuses 7 umgeben ist, über nicht näher dargestellte Öffnungen im Lagerschild 9 drei Phasenkontakte oder -anschlüsse hinein, von denen nur zwei Phasenkontakte 15 sichtbar sind. Die Phasenkontakte oder -anschlüsse 15 sind mit den untereinander zu einer Statorwicklung (Drehfeldwicklung) verschalteten Spulen 12 verbunden und mit der Motorelektronik kontaktiert werden.
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Ein A-seitiges Lagerschild 16 mit einem Lagersitz 17 für das Kugellager 5 bildet einen Gehäusedeckel, mit dem das Motorgehäuse 7 verschlossen ist. In den Lagersitz 17 ist das dortige Kugellager 5 mit dessen Außenring 5a gehäusefest eingepresst, während der Innenring 5b des Kugellagers 5 auf die Motorwelle 4 wellenfest aufgepresst ist. Dieser Lagersitz 17 als Lageraufnahme des A-seitigen Lagerschildes 16 für das dortige Kugellager 5 ist als Fest- oder Presssitz für den Außenring 5a des Kugellagers 5 ausgeführt. Auf der Gehäuseseite des A-seitigen Lagerschildes 16 kann der Elektromotor 1 über dessen Motorwelle 4 mittels eines Getriebes beispielsweise mit einer Lenkstange einer Fahrzeuglenkung gekoppelt sein.
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Die axial eingezogene und eine Durchgangsöffnung 18 für die Motorwelle 4 aufweisende Lageraufnahme 10 des B-seitigen Lagerschildes 9 für das Kugellager 6 ist als Schiebesitz ausgeführt. Dies bedeutet, dass zwar der Innenring 6b des Kugellagers 6 wiederum auf die Motorwelle 4 wellenfest aufgepresst ist, der Außenring 6a dieses Kugellagers 6 jedoch in der Lageraufnahme 10 (als Lossitz) lediglich einliegt. Dadurch kann bei der Montage des Elektromotors 1 dessen Motorwelle 4 zusammen mit dem wellenfesten Rotor 3 und mit bereits wellenfest montierten Kugellagern 5, 6 in das Motorgehäuse 7 mit darin ebenfalls bereits aufgenommenem Stator 2 eingesetzt werden. Das wellenfeste Kugellager 6 wird dabei von der dem Motorraum (Gehäuseinnenraum) 7a zugewandten Lagerseite 9a des Lagerschildes 9 her in die Lageraufnahme 10 eingeschoben. Dabei kann das A-seitige Lagerschild 16 als Gehäusedeckel zusammen mit der Motorwelle 4 und mit dem Rotor 3 sowie mit dem B-seitigen Kugellager 6 im bzw. am Motorgehäuse 7 montiert werden.
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Der Außenring 6a des Kugellagers 6 ist mittels einer in den 2 und 3 separat dargestellten wellenförmigen Federscheibe 19 vorgespannt, die auf der dem Rotor 3 und dem Motorraum 7a abgewandten Lagerseite 9b des Lagerschildes 9 innerhalb des Aufnahmeraums 7b für die Motorelektronik in der Lageraufnahme 10 einsitzt. Die wellenförmige Federscheibe 19 ist vorzugsweise eine Stanz-Biegeteil aus einem Federbandstahl.
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Die Federscheibe 19 weist eine zentrale Wellenöffnung (Öffnung) 19a für die Motorwelle 4 und einen diese Öffnung 19a umgebenden (umschließenden) Scheibenkörper 19b auf. Der ringförmige Scheibenkörper 19b der Federscheibe 19 weist in Scheibenumfangsrichtung U eine Anzahl von Wellenzügen oder Wellenperioden 20 mit alternierend axial ausgestellten Halbwellen oder Halbwellenzügen 20a, 20b auf. Im Ausführungsbeispiel weist die Federscheibe 19 drei Wellenzüge 20 mit drei in die eine Axialrichtung A orientierten (ausgestellten) Halbwellen oder Halbwellenzügen 20a und mit drei in die entgegengesetzte Axialrichtung A orientierten (ausgestellten) Halbwellen oder Halbwellenzügen 20b auf.
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Die Federscheibe 19 weist am Innenumfang, d. h. am inneren Öffnungsrand oder Innendurchmesser 19c des ringförmigen Scheibenkörpers 19b, also an der Öffnungskante der Öffnung 19a im Ausführungsbeispiel drei radial einwärts gerichtente Zentrierelementen 21 auf. Diese weisen jeweils einen mit einem Festende an den Innenumfang 19c des ringförmigen Scheibenkörpers 19b der Federscheibe 19 angeformten Radialsteg 21a als Zentrierarm auf. An diesen ist am dem Innenumfang 19c des ringförmigen Scheibenkörpers 19b abgewandten Stegende ein kreisbogenförmiger Zentrierabschnitt 21b angeformt. Die Zentrierelemente 21 sind an in gleicher Axialrichtung A axial ausgestellten Halbwellenzügen (Halbwellen) 20b des wellenförmigen Scheibenkörpers 19b der Federscheibe 19 angeordnet (angeformt).
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Wie aus den 4 und 5 ersichtlich ist, liegen die kreisbogenförmigen Zentrierabschnitte 21b der Zentrierelemente 21 bei ungespannter Federscheibe 19 an der Motorwelle 4 an. Dadurch kann die Federscheibe 19 fehlerfrei montiert werden, wie aus 4 ersichtlich ist. Die Federscheibe 19 ist somit bei deren Montage über die Zentrierelemente 21 an der Motorwelle 4 abstützt und an dieser zentriert.
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Wie aus 6 ersichtlich ist, ist die Federscheibe 19 mittels einer in der Lageraufnahme 10 kraftschlüssig einsitzenden ringförmigen Spannscheibe 22 vorspannbar und wird im Zuge der Montage mit der Spannscheibe 22 vorgespannt bzw. angestellt. Die Spannscheibe 22 weist eine als Durchzug ausgeführte Wellenöffnung 22a für die Motorwelle 4 auf. Mittels des Durchzugs in Form einer axialen Ausstellung oder Aufbiegung des Öffnungsrandes 22b der Spannscheibe 22 ist deren Steifigkeit bereits erhöht. Zur weiteren Erhöhung der Steifigkeit der Spannscheibe ist auch deren Scheibenaußenrand 22c axial ausgestellt ist, und zwar in die gleiche Axiallrichtung A wie der zentrale Durchzug 22b der Spannscheibe 22.
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Die Ausstellrichtung (Aufbiegerichtung) des Durchzugs 22b und des Scheibenrandes 22c der Spannscheibe 22 ist in Richtung der im Aufnahmeraum 7b des Motorgehäuses 7 angeordneten Aufnahmeöffnung 23 der Lageraufnahme 10 orientiert, über welche Aufnahmeöffnung 23 die Spannscheibe 22 in die Lageraufnahme 10 eingesetzt und dort verpresst wird. Der Scheibenkörper 19b der wellenförmigen Federscheibe 19 liegt am Außenring 6a des Kugellagers 6 mit denjenigen in die gleiche Axialrichtung A axial ausgestellten Wellenhalbzügen 22b an, an denen keine Zentrierelemente 21 vorgesehen sind. Die Zentrierelemente 21 sind somit zum Kugellager 6 bzw. zu dessen Außenring 6a axial beabstandet. Dies ist in den 4 und 6 sowie aus 3 ersichtlich.
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7 veranschaulicht die auf die Motorwelle 4 aufgesetzte Federscheibe 9 mit deren Zentrierelementen 21 im gespannten (angestellten) Zustand. Im Zuge des Verspannens der Federscheibe 19 werden deren Halbwellenzüge (Halbwellen) 22a, 22b mittels der Spannscheibe 22 axial in Richtung des Kugellager 6 geführt. Dabei wird die wellenförmige Federscheibe 19 bzw. deren Scheibenkörper 19b verformt. In Folge dessen weichen die Zentrierelemente 21 radial einwärts zurück und geraten dabei außer Anlage an der Motorwelle 4 unter Bildung eines (Wellen-)Spaltes 24.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Elektromotor 1 mit einer Motorwelle 4, welche in einem Motorgehäuse 7 angeordnet ist, wobei die Motorwelle 4 in mindestens einem in einer Lageraufnahme 10 einsitzenden Wälz- oder Kugellager 6 mit einem Außenring 6a und mit einem mit der Motorwelle 4 wellenfesten Innenring 6b um eine Drehachse 8 drehbeweglich gelagert ist, wobei der Außenring 6a des Wälzlagers 6 mittels einer Federscheibe 19 vorgespannt ist, die in der Lageraufnahme 10 einsitzt und eine Anzahl von Wellenzügen 20 mit alternierend axial ausgestellten Halbwellenzügen 20a, 20b aufweist, und wobei die Federscheibe 19 am Innenumfang 19c eine Anzahl von Zentrierelementen 21 aufweist, die bei ungespannter Federscheibe 19 an der Motorwelle 4 anliegen und im gespannten Zustand der Federscheibe 19 zur Motorwelle 4, insbesondere unter Bildung eines (Wellen-)Spalts 24, beabstandet sind.
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Die beanspruchte Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus im Rahmen der offenbarten Ansprüche abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale im Rahmen der offenbarten Ansprüche auch auf andere Weise kombinierbar, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen.
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Zudem kann die beschriebene Lösung nicht nur in dem speziell dargestellten Anwendungsfall zum Einsatz kommen, sondern auch in ähnlicher Ausführung bei anderen Kraftfahrzeug-Anwendungen, wie zum Beispiel bei Tür- und Heckklappensystemen, bei Fensterhebern, bei Fahrzeugschlössern, bei verstellbaren Sitz- und Innenraumsystemen sowie bei sonstigen elektrischen Antrieben, beispielsweise einem Bremskraftverstärker, im Fahrzeug.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektromotor
- 2
- Stator
- 3
- Rotor
- 4
- Motorwelle
- 5
- (A-seitiges) Kugellager
- 5a
- Außenring
- 5b
- Innenring
- 6
- (B-seitiges) Kugellager
- 6a
- Außenring
- 6b
- Innenring
- 7
- Motorgehäuse
- 7a
- Motorraum
- 7b
- (Elektronik-)Aufnahmeraum
- 7c
- Gehäuseabschnitt
- 8
- Drehachse
- 9
- (B-seitiges) Lagerschild
- 9a, 9b
- Lagerseite
- 10
- Lageraufnahme
- 11
- Statorzahn
- 12
- Spule
- 13
- Spulenende
- 14
- Verschaltungsring
- 15
- Phasenanschluss/-kontakt
- 16
- (A-seitiges) Lagerschild
- 17
- Lagersitz
- 18
- Durchgangsöffnung
- 19
- Federscheibe
- 19a
- Wellen-/Öffnung
- 19b
- Scheibenkörper
- 19c
- Innenumfang/Öffnungsrand
- 20
- Wellenzug/-periode
- 20a
- Halbwellen/-zug
- 20b
- Halbwellen/-zug
- 21
- Zentrierelement
- 21a
- Radialsteg/ Zentrierarm
- 21b
- Zentrierabschnitt
- 22
- Spannscheibe
- 22a
- Wellenöffnung
- 22b
- Öffnungsrand/Durchzug
- 22c
- Scheibenaußenrand
- 23
- Wellen-/Spalt
- A
- Axialrichtung
- R
- Radialrichtung
- U
- Umfangsrichtung
