DE202006012412U1 - Elektromotor mit einer Hohlwelle - Google Patents
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Abstract
Elektromotor
mit einer Hohlwelle (20), welche aufweist:
Einen Wellenabschnitt mit einem vorgegebenen Innendurchmesser (d) und einem vorgegebenen Außendurchmesser (D);
eine Zahl von zwei oder mehr im wesentlichen in Längsrichtung der Hohlwelle (20) verlaufenden Kerbungen (46, 48, 46', 48'), welche am Außenumfang (34) dieses Wellenabschnitts vorgesehen sind;
wobei der Abstand eines Paares (46, 48) von benachbarten Kerbungen größer oder gleich dem Innendurchmesser (d) und kleiner als der Außendurchmesser (D) der Hohlwelle (20) an diesem Abschnitt ist.
Einen Wellenabschnitt mit einem vorgegebenen Innendurchmesser (d) und einem vorgegebenen Außendurchmesser (D);
eine Zahl von zwei oder mehr im wesentlichen in Längsrichtung der Hohlwelle (20) verlaufenden Kerbungen (46, 48, 46', 48'), welche am Außenumfang (34) dieses Wellenabschnitts vorgesehen sind;
wobei der Abstand eines Paares (46, 48) von benachbarten Kerbungen größer oder gleich dem Innendurchmesser (d) und kleiner als der Außendurchmesser (D) der Hohlwelle (20) an diesem Abschnitt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft die Verbindung einer Nabe mit einer Hohlwelle, und sie betrifft insbesondere einen Elektromotor mit einer Hohlwelle.
- Aus Kosten- und Gewichtsgründen kann es zweckmäßig sein, bei einem Elektromotor eine Hohlwelle zu verwenden, die entweder als rotierende oder stationäre Hohlwelle ausgebildet sein kann.
- Auf einer solchen Hohlwelle müssen Bauelemente des Elektromotors kraftschlüssig befestigt werden, z.B. dessen Rotor oder sonstige Bauteile, z.B. die Nabe eines Lüfterrads. Es ist in einem solchen Fall üblich, derartige Elemente auf der Hohlwelle mittels eines Klebevorgangs zu befestigen. Dies birgt aber insoweit Risiken, als die Beständigkeit der Klebestelle von verschiedenen Faktoren abhängt.
- Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen neuen Elektromotor mit einer Hohlwelle bereit zu stellen.
- Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Auf diese Weise erreicht man, dass beim Kerbvorgang die Kerbkraft im Bereich der Wand der Hohlwelle verläuft, so das bleibende Deformationen der Hohlwelle vermieden werden, z.B. solche Deformationen, durch welche der Querschnitt der Hohlwelle zu einer Ellipsenform deformiert würde. Auch ergibt sich eine prozesssichere Verbindung zwischen Welle und Rotor, und dies bei minimalem Bauraum. Auch ist eine solche Kerbverbindung alterungsbeständig, und sie kann mittels bekannter mathematischer Methoden mit ausreichender Genauigkeit im Voraus berechnet werden.
- Eine andere Lösung der Aufgabe ist Gegenstand des Anspruchs 5.
- Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:
-
1 eine Seitenansicht einer Hohlwelle und von zwei zu ihrer Bearbeitung dienenden Kerbwerkzeugen, gesehen in Richtung des Pfeiles I der2 , -
2 eine Seitenansicht, gesehen in Richtung des Pfeiles II der1 , -
3 eine Darstellung analog1 , bei der das obere Kerbwerkzeug abgehoben dargestellt ist, -
4 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit IV der3 , -
5 eine Darstellung einer mit Kerbungen versehenen Hohlwelle, -
6 eine Darstellung eines Blechpakets, das auf eine Hohlwelle gemäß der Erfindung aufgepresst ist; im Blechpaket dieses Rotors finden sich Taschen, in die Dauermagnete eingesetzt sind; gesehen längs der Linie VI-VI der7 , -
7 einen Schnitt, gesehen längs der Linie VII-VII der6 , wobei auch der Stator schematisch dargestellt ist, -
8 einen Schnitt durch einen Elektromotor, welcher einen Rotor analog6 und7 verwendet, und -
9 einen Längsschnitt durch den Elektromotor der8 . -
1 zeigt eine Draufsicht auf das Ende18 einer Hohlwelle20 , ein unteres Kerbwerkzeug22 und ein oberes Kerbwerkzeug24 . Die Hohlwelle20 hat eine Längsachse26 (2 ), und sie hat einen Innendurchmesser d und einen Außendurchmesser D. Naturgemäß kann eine solche Welle im Verlauf ihrer Längserstreckung verschiedene Innendurchmesser und verschiedene Außendurchmesser haben, um bestimmten Anforderungen an Gewicht und Festigkeit zu entsprechen. -
1 zeigt den Fall, dass das untere Kerbwerkzeug22 und das obere Kerbwerkzeug24 einen identischen Aufbau haben. (Naturgemäß können diese Werkzeuge auch eine Struktur haben, die voneinander abweicht.) Sie sind in einer Lage nach Abschuss eines Kerbvorgangs dargestellt. Im Folgenden wird nur das obere Kerbwerkzeug24 beschrieben. Die entsprechenden Teile des unteren Kerbwerkzeugs22 werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, aber mit einem nachgestellten Apostroph, z. B.27 und27' , wie das ohne weiteres verständlich ist. - Das Werkzeug
24 hat bei dieser Ausführungsform etwa die Form eines geschlossenen Kastens mit einer linken Seitenwand27 und einer rechten Seitenwand28 , die oben durch eine gerade Querwand30 verbunden sind. Eine untere Querwand32 ist gekrümmt, und ihre Außenseite33 ist, wie dargestellt, an die Form des Außenumfangs34 der Hohlwelle20 angepasst, deren Innenumfang mit36 bezeichnet ist. Außenumfang34 und Innenumfang36 sind konzentrisch zur Längsachse26 . Nach Abschluss eines Kerbvorgangs liegt also die Außenseite33 gegen den Außenumfang34 der Hohlwelle20 an, was wie ein Anschlag wirkt. - An beiden Enden des Außenumfangs
33 befindet sich jeweils ein Kerbwerkzeug, das links mit40 und rechts mit42 bezeichnet ist. Die Form dieser Werkzeuge geht am besten aus3 hervor, wo das obere Werkzeug24 abgehoben dargestellt ist. Man erkennt dort die Querschnittsform der Kerben46 ,48 , welche von den oberen Kerbwerkzeugen40 ,42 erzeugt wurden. - Die unteren Kerben
46' ,48' verlaufen, wie ersichtlich, spiegelbildlich, was eine symmetrische Krafteinwirkung zur Folge hat. Z.B. wird in3 bei Drehung im Uhrzeigersinn, also Rechtslauf, das Drehmoment hauptsächlich durch die Kerben48 und46' übertragen, und bei Linkslauf hauptsächlich durch die Kerben46 und48' , also durch diagonal gegenüber liegende Kerben. - Verbindet man das Kerbenpaar
46 ,46' durch eine Linie50 , so sieht man, dass die näher bei der Längsachse26 gelegenen Abschnitte52 ,52' im Wesentlichen mit dieser Linie50 zusammen fallen, und dass diese Linie im Wesentlichen tangential zur Innenausnehmung36 der Hohlwelle20 verläuft, d.h. entweder direkt tangential, oder mit einem kleinen Abstand. - Dagegen verlaufen die von der Längsachse
26 abgewandten Abschnitte54 der beiden Kerben46 ,46' unter einem spitzen Winkel zur Linie50 , z. B., wie dargestellt, unter einem Winkel a, wodurch das Material der betreffenden Kerbe im Wesentlichen radial nach außen abgeschält wird. Der Winkel a kann bevorzugt einen Wert von etwa 25 bis etwa 35° haben, und seine Auslegung hängt im Wesentlichen von der Anwendung, der Art der Werkstoffe, und von der Größe des zu übertragenden Drehmoments ab. - Dies ist also ähnlich, wie wenn man mit einem Messer schräg in die Außenseite der Hohlwelle
20 schneiden würde, um ein Stück von ihr nach außen abzuschälen. Dies reduziert die mechanische Belastung der Hohlwelle20 bei der Herstellung der entsprechenden Kerbe, so dass Deformationen der Hohlwelle20 vermieden werden. - Wie
1 und3 zeigen, sind die Kerbwerkzeuge40 ,42 komplementär zur Form der Kerben46 ,48 ausgebildet, d. h. beim Werkzeug40 verläuft die Innenseite55 in Richtung der Linie50 , so dass diese Seite nur eine Schnittbewegung durchführt, und die Außenseite56 verläuft unter einem spitzen Winkel zur Seite55 . Bei diesem Beispiel beträgt dieser Winkel mit Vorteil ca. 30°. -
4 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung der Kerbe48 gemäß3 , wobei auf der Hohlwelle20 ein Teil62 befestigt ist, z. B. das Blechpaket eines Rotors. Durch das Aufpressen des Blechpakets62 wird der abgeschälte Teil64 etwas verrundet, und dieser Teil dringt etwas in das Blechpaket62 ein und bildet so eine ausgezeichnete mechanische Verbindung zwischen Hohlwelle20 und Blechpaket62 . -
5 zeigt eine Draufsicht auf einen gekerbten Abschnitt der Hohlwelle20 vor dem Aufpressen des Blechpakets62 . -
6 zeigt in vergrößertem Maßstab die Hohlwelle20 mit ihren vier Kerben und das Blechpaket62 , das mit insgesamt acht Taschen66 versehen ist, in welchem acht Dauermagnete68 befestigt sind. Man erkennt, dass die Hohlwelle20 einen Teil der magnetischen Kreise der Dauermagnete68 bildet, sofern sie aus einem ferromagnetischen Werkstoff hergestellt ist. -
7 zeigt die Hohlwelle20 mit zwei Kugellagern70 ,72 , die zu ihrer Lagerung dienen. Auf ihr ist das Blechpaket62 befestigt. Außerhalb des Blechpakets62 befindet sich ein Stator76 mit seiner Statorwicklung78 . -
8 zeigt einen entsprechenden Motor im Schnitt. Man erkennt die Hohlwelle20 mit ihren vier Kerbungen, die Taschen66 mit den acht Dauermagneten68 , sowie den Aufbau des Stators mit insgesamt zwölf ausgeprägten Polen80 , auf denen jeweils eine Einzelwicklung82 angeordnet ist. -
9 zeigt entsprechend einen Längsschnitt durch den Motor der8 . Man erkennt wieder die Hohlwelle20 , die in zwei Kugellagern gelagert ist. - Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich, z.B. in Anpassung an unterschiedliche Werkstoffe, Drehmomente etc..
Claims (17)
- Elektromotor mit einer Hohlwelle (
20 ), welche aufweist: Einen Wellenabschnitt mit einem vorgegebenen Innendurchmesser (d) und einem vorgegebenen Außendurchmesser (D); eine Zahl von zwei oder mehr im wesentlichen in Längsrichtung der Hohlwelle (20 ) verlaufenden Kerbungen (46 ,48 ,46' ,48' ), welche am Außenumfang (34 ) dieses Wellenabschnitts vorgesehen sind; wobei der Abstand eines Paares (46 ,48 ) von benachbarten Kerbungen größer oder gleich dem Innendurchmesser (d) und kleiner als der Außendurchmesser (D) der Hohlwelle (20 ) an diesem Abschnitt ist. - Elektromotor nach Anspruch 1, bei welchem mindestens eine Kerbung (
46 ) einen Abschnitt (52 ) aufweist, welcher im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene verläuft, die durch dieses Paar (46 ,48 ) von Kerbungen verläuft. - Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem mindestens eine Kerbung (
46 ) einen Abschnitt (54 ) aufweist, welcher unter einem spitzen Winkel zu einer Ebene verläuft, die durch dieses Paar (46 ,48 ) von Kerbungen verläuft. - Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem auf die mit Kerbungen versehene Hohlwelle (
20 ) ein Element des Elektromotors aufgepresst ist, wobei ein beim Kerben entstandener Material-Überstand verformt ist. - Elektromotor mit einer Hohlwelle (
20 ), welche aufweist: Eine Längsachse (26 ); einen Wellenabschnitt mit einem vorgegebenen Innendurchmesser (d) und einem vorgegebenen Außendurchmesser (D); eine Zahl von zwei oder mehr im wesentlichen in Längsrichtung der Hohlwelle (20 ) verlaufenden Kerbungen (46 ,48 ,46' ,48' ), welche Kerbungen am Außenumfang (34 ) dieses Wellenabschnitts vorgesehen sind; wobei eine gedachte Verbindungslinie (50 ) zwischen einem vorgegebenen Paar (46 ,46' ) von Kerbungen im Wesentlichen tangential zur Innenausnehmung (36 ) der Hohlwelle (20 ) verläuft. - Elektromotor nach Anspruch 5, bei welchem die der Längsachse (
26 ) der Hohlwelle (20 ) zugewandten Seiten (52 ) dieses Paares von Kerbungen im Wesentlichen in der Ebene der gedachten Verbindungslinie (50 ) liegen. - Elektromotor nach Anspruch 6, bei welchem die von der Längsachse (
26 ) der Hohlwelle (20 ) abgewandten Seiten (54 ) dieses Paares (46 ,46' ) von Kerbungen jeweils unter einem spitzen Winkel (a) zu dieser Ebene (50 ) verlaufen. - Elektromotor mit einer Hohlwelle (
20 ), welche aufweist: Einen Wellenabschnitt mit einem vorgegebenen Innendurchmesser (d) und einem vorgegebenen Außendurchmesser (D); eine Zahl von zwei oder mehr im wesentlichen in Längsrichtung der Hohlwelle (20 ) verlaufenden Kerbungen (46 ,48 ,46' ,48' ), welche am Außenumfang (34 ) dieses Wellenabschnitts vorgesehen sind; wobei der Abstand eines Paares (46 ,48 ) von benachbarten Kerbungen größer oder gleich dem Innendurchmesser (d) und kleiner als der Außendurchmesser (D) der Hohlwelle (20 ) an diesem Abschnitt ist, und mindestens eine Kerbung (46 ) einen Abschnitt (52 ) aufweist, welcher im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene verläuft, die durch dieses Paar (46 ,48 ) von Kerbungen verläuft. - Elektromotor nach Anspruch 8, bei welchem mindestens eine Kerbung (
46 ) einen Abschnitt (54 ) aufweist, der unter einem spitzen Winkel zu einer Ebene verläuft, die durch dieses Paar (46 ,48 ) von Kerbungen verläuft. - Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem auf die mit Kerbungen versehende Hohlwelle (
20 ) ein Element (62 ) des Elektromotors aufgepresst ist, wobei ein beim Kerben entstandener Material-Überstand verformt ist. - Elektromotor mit einer Hohlwelle (
20 ), welche aufweist: Eine Längsachse (26 ); einen Wellenabschnitt mit einem vorgegebenen Innendurchmesser (d) und einem vorgegebenen Außendurchmesser (D); eine Zahl von zwei oder mehr im wesentlichen in Längsrichtung der Hohlwelle (20 ) verlaufenden Kerbungen (46 ,48 ,46' ,48' ), welche Kerbungen am Außenumfang (34 ) dieses Wellenabschnitts vorgesehen sind, wobei eine gedachte Verbindungslinie (50 ) zwischen einem vorgegebenen Paar (46 ,48 ) von Kerbungen im Wesentlichen tangential zur Innenausnehmung (36 ) der Hohlwelle (20 ) verläuft, und die der Längsachse (26 ) der Hohlwelle (20 ) zugewandten Seiten (52 ) dieses Paares von Kerbungen im Wesentlichen in der Ebene der gedachten Verbindungslinie (50 ) liegen. - Elektromotor nach Anspruch 11, bei welchem die von der Längsachse (
26 ) der Hohlwelle (20 ) abgewandten Seiten (54 ) dieses Paares (46 ,46' ) von Kerbungen jeweils unter einem spitzen Winkel (alpha) zu dieser Ebene (50 ) verlaufen. - Elektromotor mit einem permanent erregten Innenrotor, welcher ein mit Taschen (
66 ) versehenes Blechpaket (62 ) aufweist, in welchem Dauermagnete (68 ) befestigt sind, welches Blechpaket (62 ) auf eine Hohlwelle (20 ) aufgepresst ist, die mit Längskerben (48 ,48' ) versehen und aus einem ferromagnetischen Werkstoff hergestellt ist und einen Teil des magnetischen Kreises der Dauermagnete (68 ) bildet, wobei der Abstand eines benachbarten Paares (46 ,46' ) von Längskerben größer oder gleich dem Innendurchmesser (d) und kleiner als der Außendurchmesser (D) der Hohlwelle (20 ) im Bereich des Blechpakets (62 ) ist. - Elektromotor nach Anspruch 13, bei welchem mindestens eine Kerbung (
46 ) einen Abschnitt (52 ) aufweist, welcher im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene verläuft, die durch dieses Paar (46 ,48 ) von Kerbungen verläuft. - Elektromotor nach Anspruch 13 oder 14, bei welchem mindestens eine Kerbung (
46 ) einen Abschnitt (54 ) aufweist, welcher unter einem spitzen Winkel zu einer Ebene verläuft, die durch dieses Paar (46 ,48 ) von Kerbungen verläuft. - Elektromotor nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei welchem ein beim Kerben entstandener Materialüberstand der Hohlwelle (
20 ) durch das Aufpressen des Blechpakets (62 ) verformt ist und eine Brücke im magnetischen Kreis der Dauermagnete (68 ) bildet. - Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Innenumfang (
36 ) der Hohlwelle (20 ) und ihr Außenumfang (34 ) im Wesentlichen konzentrisch zu einander ausgebildet sind.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (3)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE202006012412U1 true DE202006012412U1 (de) | 2006-12-28 |
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ID=37650798
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DE202006012412U Expired - Lifetime DE202006012412U1 (de) | 2005-08-22 | 2006-08-12 | Elektromotor mit einer Hohlwelle |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE202006012412U1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007006986B3 (de) * | 2007-02-07 | 2008-06-19 | Ima Materialforschung Und Anwendungstechnik Gmbh | Rotor für eine schnell laufende elektrische Maschine |
DE102007032132A1 (de) * | 2007-06-30 | 2009-01-02 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Befestigung eines Lamellenpakets auf einem Rotorträger eines Rotors einer elektrischen Maschine |
DE102007032130A1 (de) * | 2007-06-30 | 2009-01-02 | Robert Bosch Gmbh | Rotorträger eienr elektrischen Maschine |
DE102011012429A1 (de) | 2011-02-25 | 2012-08-30 | Neumayer Tekfor Holding Gmbh | Rotorwelle und Elektromotor |
-
2006
- 2006-08-12 DE DE202006012412U patent/DE202006012412U1/de not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20070201 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20090910 |
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20120813 |
|
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20140820 |
|
R071 | Expiry of right |