Elektromotor mit Umlaufgetriebe
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem im wesentlichen zylindrischen oder konischen, oder gegebenenfalls scheibenförmigen Rotor und mit einem von diesem Rotor und/oder seinem Stator umschlossenen Innenraum, in welchen ein von dem Elektromotor angetriebenes Umlaufgetriebe, insbesondere eine Planetengetriebe, wenigstens teilweise hineinragt, wobei der Elektromotor ein verzahntes Abtriebsteil hat, das in Gebrauchsstellung mit einem eine Gegenverzahnung aufweisenden Antriebsteil des Umlaufgetriebes kämmt.
Ein derartiger Elektromotor mit einem als Planetengetriebe ausgebildeten Umlaufgetriebe ist aus DE-GM 85 13 219.5 bekannt. Dabei ist die Sonnenradwelle dieser Anordnung mit dem Rotor des Elektromotors verbunden und bildet somit das verzahnte Abtriebsteil des Motors. Mit diese Sonnenradwelle kämmen in Gebrauchsstellung Planetenräder, die ihrerseits mit einem Träger verbunden sind, der eine Untersetzung ermöglicht. Zusätzlich können die Planetenräder auch innerhalb eines Planetenhohlrades umlaufen.
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Bei der Herstellung eines solchen Elektromotors mit Umlaufgetriebe, also eines solchen Getriebemotors, muß in der Regel der Motorhersteller die einzelnen Getriebeteile montieren, was einen beachtlichen logistischen und Montage-Aufwand bedeutet. Bei einer anschließenden Überprüfung auftretende Fehler erfordern normalerweise eine Demontage zumindest der Getriebeteile und anschließend eine erneute Montage mit entsprechendem zusätzlichem Aufwand.
Aus EP 0 111 350 Al ist ein Elektromotor mit einem konischen oder nahezu scheibenförmigen Rotor bekannt, dessen Ständermagneten einen als Ringraum bezeichneten Innenraum umgrenzen, der aber nicht zur P Aufnahme eines Umlaufgetriebes, sondern einer Bremse dient.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor oder Getriebemotor der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die Montage für den Motorenhersteller und eine eventuelle Fehlersuche vereinfacht sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß das die Gegenverzah-0 nung aufweisende Antriebsteil des Uralaufgetriebes mit weiteren
Getriebeteilen zu einer Montageeinheit vormontiert ist und daß das zu dieser Montageeinheit gehörende Antriebsteil mit dem zu dem Elektromotor gehörenden und an diesem vormontierten verzahnten Abtriebsteil fügbar oder zusammensteckbar ist.
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Dadurch ist es möglich, praktisch das gesamte Umlaufgetriebe vorzumontieren und eventuell auch schon auf Fehler zu untersuchen, so daß dafür auch ein Getriebehersteller herangezogen werden kann. Der Motorhersteller braucht dann diese Montageeinheit nur noch in 0 den Innenraum des Motors soweit einzuschieben wie das Umlaufgetriebe in diesen Innenraum in Gebrauchsstellung hineinragen soll, wodurch das Zusammenstecken mit dem dort schon vorhandenen oder zuvor montierten Abtriebsteil erfolgt. Motor und Getriebe können dann noch zusätzlich miteinander verbunden werden. Vor allem ist auch 5 eine Demontage im Falle von auftretenden Fehlern entsprechend
einfach. Der Motorenhersteller hat also einen erheblich geringeren Aufwand bei der Montage des zu dem von ihm gefertigten Elektromotor gehörenden und in diesen zumindest teilweise hineinragenden Umlaufgetriebes.
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Zweckmäßig ist es dabei, wenn das gesamte Umlaufgetriebe vormontiert und mit seinem die Gegenverzahnung aufweisenden Antriebsteil mit dem verzahnten Abtriebsteil des Elektromotors zusammensteckbar und mit dem Elektromotor insbesondere lösbar verbindbar ist. Dies bedeutet, daß der Motorenhersteller ein praktisch komplettes Umlaufgetriebe beziehen und mit seinem Elektromotor zusammenfügen ™ kann, ohne einzelne Getriebeteile in den Innenraum des Elektromotors einbauen zu müssen. Vor dieser Endmontage können dabei das Umlaufgetriebe und der Elektromotor auch einzeln auf Fehler untersucht werden, was einen weiteren Vorteil bedeutet, da eventuelle Fehler schneller gefunden und den einzelnen Baueinheiten direkt zugeordnet werden können.
Der Elektromotor und das Umlaufgetriebe können beispielsweise mittels 0 Schrauben oder dergleichen, insbesondere mittels das Getriebegehäuse und/oder das Motorengehäuse durchsetzenden Schrauben oder durch Verkleben der in Gebrauchsstellung einander berührenden ^ Gehäuseteile verbindbar sein. Der Motorenhersteller braucht also das Umlaufgetriebe nur mit dem Elektromotor zusammenzufügen und dann die Verbindungsschrauben anzubringen oder bei dem Zusammenfügen eine Verklebung durchzuführen, was gegenüber einzelnen Montage der einzelnen Getriebeteile an dem Motor eine erhebliche Vereinfachung und einen entsprechenden Zeitgewinn bedeutet.
0 Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektro-Getriebemotors kann darin bestehen, daß das verzahnte Abtriebsteil des Elektromotors eine Sonnenradwelle ist, die die Abtriebswelle des Elektromotors bildet und auf welche das oder die eine Gegenverzahnung aufweisende Antriebsteil oder -teile des 5 Umlaufgetriebes, insbesondere die Planetenräder eines Planeten-
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getriebes, in axialer Richtung aufsteckbar sind. Dadurch gelangen die Planetenräder auch automatisch in ihre Gebrauchsstellung, nämlich in Eingriff mit der Sonnenradwelle.
Eine abgewandelte Ausführungsform kann darin bestehen, daß der Elektro-Getriebemotor einen an der Innenseite zylindrischen und mit einer Innenverzahnung versehenen Rotor als verzahntes Abtriebsteil aufweist, welches das Planetenhohlrad eines Umlaufgetriebes oder Planetengetriebes bildet und in welches die von einem TrägergehaltenenPlanetenräder oderdergleichenGegenräderzusammen mit den übrigen Getriebeteilen einsteckbar sind. Wird also ein
W Planetenhohlrad als Abtriebsteil des Elektromotors verwendet, kann dennoch der Erfindungsgedanke realisiert und eine vormontierte Getriebeeinheit verwendet werden, bei welcher dann die endgültige formschlüssige Kupplung zwischen Elektromotor und Umlaufgetriebe dadurch hergestellt wird, daß die Planetenräder mit ihrer Verzahnung in die Innenverzahnung des Planetenhohlrades eingesteckt oder eingeschoben und in ihre Gebrauchsstellung gebracht werden.
Eine Ausgestaltung der Anordnung, bei welcher das verzahnte Abtriebsteil des Elektromotors die Sonnenradwelle eines Umlaufgetriebes ist, kann darin bestehen, daß diese insbesondere fliegend ^ gelagerte Sonnenradwelle mit dem Rotor des Elektromotors drehfest, beispielsweise durch Verkleben, verbunden ist und direkt oder auf einem sie umschließenden, mit dem Rotor drehfest oder einstückig verbunden Hülsenteil ein Lager trägt, auf welches eine axiale Fortsetzung des Planetenhohlrades des Umlaufgetriebes oder Planetengetriebes paßt und beim Aufstecken der Planetenräder auf die Verzahnung der Sonnenradwelle gleichzeitig aufsteckbar ist.
0 Auf diese Weise ergibt sich als "Schnittstelle" zwischen dem Elektromotor und dem Umlaufgetriebe einerseits die Verzahnung an der Sonnenradwelle und andererseits das mit dieser vormontierte Lager, wobei also beim Zusammenschieben und Zusammenstecken wenigstens zwei Stellen in Berührung kommen, nämlich einerseits die verzahnten Teile und andererseits die Lagerstelle. Es sei
erwähnt, daß das Lager dabei aber auch von vornherein schon innerhalb des Planetenhohlrades vormontiert und beim Zusammenstecken des Umlaufgetriebes und des Elektromotors an die Gegenlagerstelle im Bereich der Sonnenradwelle gelangen könnte.
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In Montagestelle kann zwischen der das Lager umfassenden Fortsetzung des Planetenhohlrades und diesem Lager ein Dichtring, insbesondere ein O-Ring vorgesehen sein. Dadurch kann verhindert werden, daß Schmierstoff aus dem Getriebe in den Motor gelangt. Auch dieser Dicht- oder O-Ring kann dabei schon vormontiert, insbesondere an der Fortsetzung des Planetenhohlrades vorgesehen sein, die beim
W Zusammenschieben mit der Außenseite des motorseitigen Lagers in Kontakt kommt.
Eine weitere zweckmäßig Ausgestaltung der Erfindung, die vor allem für die Präzision beim Zusammenwirken des Elektromotors mit dem Umlaufgetriebe vorteilhaft und günstig ist, kann darin bestehen, daß das zu der Montageeinheit des Umlaufgetriebes gehörende Planetenhohlrad eine gegenüber dem Innenraum oder einer Fortsetzung des Innenraumes des Elektromotors wirksame Zentrierung, insbesondere eine Zentrierung gegenüber dem Stator aufweist, die beim Zusammenfügen oder Zusammenstecken in ihre Gebrauchsstellung gelangt. ^ Es kann also zweckmäßigerweise an der Außenseite des Planetenhohlra-" des beziehungsweise einer Fortsetzung dieses Planetenhohlrades eine kegelstumpfförmige oder zylindrische und konzentrisch zur Mitte des Motors und des Getriebes angeordnete Zentrierung oder Zentrierfläche vorgesehen werden, die die Form des Stators ausnutzt und beim Zusammenfügen oder Zusammenstecken in ihre Gebrauchs stellung gelangt und die erforderliche Maßhaltigkeit und Genauigkeit der 0 koaxialen Anordnung von Sonnenradwelle und Planetenrädern sicherstellt.
Die Zentrierung kann dabei in Gebrauchsstellung in axialer Richtung am äußersten dem Getriebe zugewandten Rand der Innenseite des Stators angeordnet sein und diese an der Außenseite des Planetenhohlrades
angeordnete, Zentrierung kann gegenüber der Lagerstelle und den dem Elektromotor zugewandten Stirnseiten der Planetenräder in Einsteckrichtung gesehen zurückversetzt sein, was den Vorteil hat, daß der Füge- und Steckvorgang schon relativ weit fortgeschritten ist, bevor die mit relativ engen Toleranzen versehene Zentrierung zusammengesteckt werden muß. Somit kann zumindest der erste Teil des Fügevorganges leichtgängig erfolgen.
Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vorbeschriebenen Merkmale und Maßnahmen ergibt sich die Möglichkeit, den Elektromotor und das Umlauf- oder Planetengetriebe jeweils an verschiedenen Stellen vorzumontieren, wonach diese den Elektro-Getriebemotor bildenden Teile nur noch zusammengesteckt und aneinander befestigt werden müssen. Die Schnittstelle kann dabei ein rotorseitiges Lager und die Zentrierung bilden, so daß der Steckoder Fügevorgang sehr einfach ist. Entsprechend einfach können schon vor der endgültigen Montage oder auch nach dieser Montage auftretende Fehler aufgespürt und beseitigt und spätere Reparaturen durchgeführt werden.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in zum Teil schematisierter Darstellung:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Elektromotors und eines damit zusammenfügbaren Umlaufgetriebes, nachdem diese beiden Teile jeweils als Montageeinheit vormontiert sind, noch vor dem endgültigen Zusammenstecken in ihre Gebrauchsstellung,
Fig. 2 einen der Figur 1 entsprechenden Längsschnitt des Elektromotors mit Umlaufgetriebe nach dem Zusammenfügen und Verbinden der beiden Montageeinheiten,
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Fig. 3 eine Stirnansicht des mit dem Umlaufgetriebe verbundenen Elektromotors mit Blick auf die zur gegenseitigen Befestigung der Montageeinheit dienenden Schrauben,
Fig. 4 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit mit einer Befestigungsschraube zum Verbinden des Umlaufgetriebes mit dem Elektromotor sowie
Fig. 5 einen Längsschnitt der in Figur 4 dargestellten Einzelheit gemäß der Schnittlinie A-A in Figur 4 mit der an
einem Gehäuseteil des Umlaufgetriebes einerseits
W angreifenden und in ein Gehäuseteil des Elektromotors
andererseits eingreifenden Befestigungsschraube.
Ein im ganzen mit 1 bezeichneter Elektromotor mit einem im wesentlichen zylindrischen Rotor 2 und mit einem von diesem Rotor 2 und seinem Stator 3 umschlossenen, etwa zylindrischen Innenraum 4 ist als Getriebemotor ausgebildet. Der Elektromotor 1 ist dazu in Gebrauchsstellung gemäß Figur 2 mit einem von ihm angetriebenen 0 Umlaufgetriebe 5, im Ausführungsbeispiel einem Planetengetriebe verbunden, welches in seiner Gebrauchsstellung teilweise in den Innenraum 4 des Elektromotors 1 hineinragt.
Der Elektromotor 1 hat ein verzahntes Abtriebsteil, im Ausführungsbeispiel eine Sonnenradwelle 6, die mit einem eine dazu passende Gegenverzahnung aufweisenden Antriebsteil, im Ausführungsbeispiel mit den Planetenrädern 7 des Umlaufgetriebes 5 kämmt.
In Figur 1 ist dargestellt, daß das die Gegenverzahnung aufweisende 0 Antriebsteil, in diesem Falle also die durch einen Träger 8 zusammengefaßten Planetenräder 7 mit weiteren Getriebeteilen zu einer im ganzen mit 9 bezeichneten Montageeinheit oder Getriebebaugruppe vormontiert ist. Das zu dieser Montageeinheit 9 gehörende Antriebsteil, also die Planetenräder 7, ist mit dem zu dem Elektromotor 1 gehörenden und an diesem vormontierten verzahnten
Abtriebsteil, im Ausführungsbeispiel an der Sonnenradwelle 6 fügbar und damit zusammensteckbar. Vergleicht man die Figuren 1 und 2.wird ganz deutlich, daß der Elektromotor 1 und die Montageeinheit 9 einfach aus der in Figur 1 dargestellten Position in axialer Richtung zusammengesteckt werden können, um die Gebrauchsstellung gemäß Figur 2 zu erhalten. Somit können das Umlaufgetriebe 5 und der Elektromotor 1 jeweils getrennt voneinander vormontiert werden, das heißt der Motorenhersteller muß nicht einzelne Getriebeteile montieren. Demgemäß können die beiden Baugruppen oder Montageeinheiten auch getrennt geprüft und notfalls nachgebessert werden.
™ Es sei noch erwähnt, daß der Träger 8 im Ausführungsbeispiel einstückig in die Abtriebswelle 10 des Umlaufgetriebes 5 übergeht.
Das gesamte Umlaufgetriebe 5 kann also vormontiert und mit seinem die Gegenverzahnung aufweisenden Antriebsteil mit dem verzahnten Abtriebsteil des Elektromotors 1 zusammengesteckt werden, wonach es mit dem Elektromotor 1 mittels Schrauben 11 lösbar verbindbar ist, so daß auch eine einfache Demontage ermöglicht wird. Man erkennt vor allem in den Figuren 4 und 5 das Getriebegehäuse 12 durchsetzende und in das Motorengehäuse 13 eingreifende Schrauben 11, jedoch könnte die Verbindung auch eine Klebverbindung sein.
Die als verzahntes Abtriebsteil des Elektromotors 1 dienende 5 Sonnenradwelle 6 ist mit dem Rotor 2 drehfest, beispielsweise durch Aufschrumpfen, Verkleben oder in anderer geeigneter Weise verbunden. Diese Sonnenradwelle 6 trägt an ihrem ihrer Verzahnung 6a abgewandten Ende an einem mit dem Rotor 2 verbundenen Hülsenteil 14 ein Lager 15, bevorzugt ein Wälzlager, auf welches eine axiale Fortsetzung 0 16 des im Ausführungsbeispiel in Gebrauchsstellung feststehenden Planetenhohlrades 17 des Umlaufgetriebes 5 paßt und beim Aufstecken der Planetenräder 7 auf die Verzahnung 6a der Sonnenradwelle 6 gleichzeitig aufsteckbar ist. Man erkennt in Figur 1 deutlich die in axialer Richtung vorstehende Fortsetzung 16, die dabei gegenüber einem in der Montageeinheit 9 angeordneten weiteren Lager 18 axial
vorspringt und in Figur 2 die Außenseite des Lagers 15 umschließt, so daß dann in dieser Gebrauchsstellung die beiden Lager 15 und 18 wirksam sind.
Dabei kann in nicht näher dargestellter Weise in der Montagestellung zwischen der das Lager 15 umfassenden Fortsetzung 16 und diesem Lager 15 ein Dichtring, zum Beispiel ein O-Ring vorgesehen sein, um den Elektromotor 1 von dem Umlaufgetriebe 5 und dessen Schmierstoff abzuschirmen.
Das zu der Montageeinheit 9 des Umlaufgetriebes 5 gehörende Planetenhohlrad 17 an dessen Innenverzahnung die Planetenräder 7 in bekannter Weise bei der Drehung der Sonnenradwelle 6 umlaufen, hat eine gegenüber dem Innenraum 4 des Elektromotors 1 oder gegenüber einer Fortsetzung des Innenraumes 4 wirksame Zentrierung 19, die im Ausführungsbeispiel eine Zentrierung 19 gegenüber dem Stator 3 an dessen dem Getriebe 5 zugewandten Ende darstellt und beim Zusammenfügen oder Zusammenstecken in Gebrauchsstellung gelangt. Man erkennt deutlich in Figur 1 die Zentrierung 19, die an einer Durchmesservergrößerung des Planetenhohlrades 17 angeordnet ist, damit sie mit ihrem Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Stators 3 an dessen Gegenzentrierung 3a entspricht.
In Gebrauchsstellung ist also die Zentrierung 19 in axialer Richtung gesehen am äußersten, dem Getriebe 5 zugewandten Rand der Innenseite des Stators 3 angeordnet und diese an der Außenseite des Planetenhohlrades 17 an einer Durchmesservergrößerung angeordnete Zentrierung 19 ist gegenüber der Lagerstelle, also gegenüber dem Lager 18, und gegenüber den dem Elektromotor 1 zugewandten Stirnseiten der 0 Planetenräder 7 in Einsteckrichtung gesehen zurückversetzt. Man erkennt vor allem in Figur 1, daß die Zentrierung 19 etwa über der axialen Mitte der Planetenräder 7 endet. Betrachtet man Figur 1 und 2 gleichzeitig·, wird deutlich, daß beim Zusammenstecken zunächst die Verzahnung 6a der Sonnenradwelle 6 in den Zwischenraum zwischen den Planetenrädern 7 gelangt, danach während des weiteren
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Zusammensteckens die Fortsetzung 16 das Lager 15 außenseitig erfaßt und übergreift und schließlich am Ende des Fügevorganges die Zentrierung 19 in die Gegenzentrierung 3a des Stators 3 eingreift, das heißt bei der endgültigen, relativ enge Toleranzen aufweisenden Zentrierung ist der größte Teil des Steckvorganges bereits durchgeführt, das heißt der erste Teil dieses Fügevorganges kann leichtgängig erfolgen und nur die letzte präzise Zentrierung erfordert dann eine etwas größere Kraft, ohne daß sich die Gefahr einer Verkantung ergibt.
Der Elektromotor 1 oder Getriebemotor hat einen zylindrischen, W eventuell aber auch konischen oder scheibenförmigen Rotor 2 und einen von diesem Rotor 2 und/oder von dessen Stator 3 umschlossenen Hohl- oder Innenraum 4, in welchen ein von diesem Elektromotor 1 angetriebenes Umlaufgetriebe 5 oder Planetengetriebe in Gebrauchsstellung hineinragt. Der Elektromotor 1 hat dabei ein verzahntes Abtriebsteil, zum Beispiel eine fliegend gelagerte Sonnenradwelle 6, womit ein eine Gegenverzahnung aufweisendes Antriebsteil, zum Beispiel Planetenräder 7, des Umlaufgetriebes 5 kämmen und zusammenpassen. Das die Gegenverzahnung aufweisende Antriebs teils des Umlaufgetriebes 5 ist mit weiteren Getriebeteilen, zum Beispiel dem Träger 8 für die Planetenräder 7 und dem Planetenhohlrad 17
_ sowie einer Abtriebswelle 10 und einem Gehäuse 13 zu einer Montageeinheit 9 oder Baugruppe vormontiert und diese ist mit dem Elektromotor 1 und dessen verzahnten Abtriebsteil zur Endmontage zusammensteckbar, so daß der Elektromotor 1 und das Umlaufgetriebe 5 jeweils getrennt vormontiert werden können.
- Ansprüche -
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