DE4408624A1 - Electric machine design - Google Patents

Electric machine design

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DE4408624A1
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Wolf-Ruediger Dr Canders
Norbert Ueffing
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Piller Group GmbH
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Piller GmbH
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Abstract

The electric machine has a housing containing at least one bearing plate (14,16). It also has a rotor (20) rotatably disposed on the bearing plate(s) (14,16) by means of at least one roller bearing (22), so a to be able to rotate about a rotor axis (28). The roller bearing (22) is held on the bearing plate(s) (14,16) by means of at least one insert part (36). This balances out different thermal expansions of the bearing plate(s) (14,16) and the roller bearing (22) in a direction radial to the rotor axis (28). The different expansions are balanced out by a segment (40) which is elastically deformable in this direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektromaschine mit einem mindestens ein Lagerschild umfassenden Gehäuse und einem an dem Lagerschild mittels mindestens eines Wälzlagers um eine Rotorachse drehbar gelagerten Rotor.The invention relates to an electric machine with a at least one bearing plate housing and one on the end shield by means of at least one roller bearing a rotor axis rotatably mounted rotor.

Bei Elektromaschinen besteht das Problem, daß bei diesen dann, wenn sie für große Temperaturbereiche geeignet sein müssen, Probleme mit der Aufnahme des Wälzlagers im Lager­ schild auftreten, insbesondere dann, wenn das Lagerschild aus einem Material ist, das ein signifikant anderes Temperaturverhalten als das Material des Wälzlagers aufweist.The problem with electrical machines is that with these when they are suitable for large temperature ranges problems with the inclusion of the rolling bearing in the bearing shield occur, especially if the end shield is made of one material that is significantly different Temperature behavior as the material of the rolling bearing having.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Elektromaschine der gattungsgemäßen Art derart zu ver­ bessern, daß Probleme der Wärmeausdehnung im Bereich der Führung des Wälzlagers im Lagerschild verhindert werden können.The invention is therefore based on the object Electric machine of the generic type to ver improve problems of thermal expansion in the area of Guidance of the rolling bearing in the end shield can be prevented can.

Diese Aufgabe wird bei einer Elektromaschine der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Wälzlager an dem Lagerschild mittels eines Einsatzteils gehalten ist, welches in radialer Richtung zur Rotorachse unterschiedliche Wärmeausdehnungen von Lagerschild und Wälzlager durch ein in dieser Richtung elastisch defor­ mierbares Segment ausgleicht. This task is the beginning of an electric machine described type according to the invention solved in that the Rolling bearings on the end shield by means of an insert is held, which is in the radial direction to the rotor axis different thermal expansion of the bearing plate and Rolling bearing by an elastic defor in this direction compensatable segment.  

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist somit darin zu sehen, daß durch das deformierbare Segment des Einsatz­ teils die Möglichkeit geschaffen ist, auch bei unter­ schiedlichen Wärmeausdehnungen von Lagerschild und Wälz­ lager das Wälzlager ohne Entstehen von Passungsproblemen zwischen Wälzlager und Lagerschild und ohne ein Auftreten von Radialverspannungen im Wälzlager zu lagern.The advantage of the solution according to the invention is thus therein to see that through the deformable segment of the insert partly the possibility is created, even with under different thermal expansions of the bearing plate and roller Bear the rolling bearing without creating fitting problems between rolling bearing and end shield and without any occurrence of radial tension in the rolling bearing.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Elektromaschine sieht dabei vor, daß die elastischen Eigenschaften des Segments axialsymmetrisch zur Rotorachse ausgebildet sind. Eine derartige Ausbildung des elastischen Segments gewährleistet, daß bei einer Deformation des elastischen Segments die Rotorachse sich hinsichtlich ihrer Konzentrizität bezüglich des Lager­ schildes nicht verändert, sondern das elastische Segment aufgrund seiner zur Rotorachse axialsymmetrischen elas­ tischen Eigenschaften sich allseitig gleich deformiert und somit unabhängig von Wärmeausdehnungen des Wälzlagers und des Lagerschildes die Rotorachse konzentrisch zum Lager­ schild verweilt.A particularly advantageous embodiment of a Electric machine according to the invention provides that the elastic properties of the segment axially symmetrical are formed to the rotor axis. Such training of the elastic segment ensures that at a Deformation of the elastic segment the rotor axis itself in terms of their concentricity with respect to the bearing shield not changed, but the elastic segment due to its axially symmetrical elas properties deformed equally on all sides and thus independent of thermal expansion of the rolling bearing and of the end shield, the rotor axis concentric to the bearing shield lingers.

Ferner sieht ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbei­ spiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine vor, daß das Segment hinsichtlich seiner elastischen Eigen­ schaften so ausgebildet ist, daß dieses gegenüber einer Unwucht des Rotors steif und gegenüber thermischen Ver­ formungskräften von Lagerschild und/oder Wälzlager elas­ tisch ist. Eine derartige Ausbildung des elastischen Segments stellt einerseits sicher, daß sich Unwuchten des Rotors nicht in der Richtung auswirken, daß das elastisch deformierbare Segment sich in radialer Richtung defor­ miert, sondern dieses elastisch deformierbare Segment steif bleibt.It also provides a particularly advantageous embodiment example of an electrical machine according to the invention, that the segment in terms of its elastic properties Shafts is designed so that this against one Imbalance of the rotor stiff and compared to thermal Ver forming forces of end shield and / or roller bearing elas is table. Such a design of the elastic On the one hand, segment ensures that unbalance of the Rotors do not impact in the direction that the elastic  deformable segment defor in the radial direction lubricated, but this elastically deformable segment stays stiff.

Erst das Auftreten von thermischen Verformungskräften, die wesentlich höher sind als die Unwuchten des Rotors, führt dazu, daß sich das elastisch deformierbare Segment in radialer Richtung deformiert und diese thermischen Ver­ formungskräfte ausgleicht.Only the occurrence of thermal deformation forces, the are significantly higher than the imbalance of the rotor to the fact that the elastically deformable segment in radial direction deformed and this thermal Ver balances form forces.

Insbesondere ist es bei einem Ausführungsbeispiel vorteil­ haft, wenn das in radialer Richtung elastisch deformier­ bare Segment eine geringere Steifigkeit als ein Lager­ außenring des Wälzlagers aufweist. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Steifigkeit des in radialer Richtung elastisch deformierbaren Segments nennenswert geringer als die des Lageraußenrings ist, beispielsweise weniger als ungefähr 30% des Lageraußenrings, vorzugsweise ungefähr 20% des Lageraußenrings, beträgt.In particular, it is advantageous in one embodiment adheres if it deforms elastically in the radial direction segment is less rigid than a bearing has outer ring of the rolling bearing. Particularly useful it is when the rigidity of the radial direction elastically deformable segment significantly less than that of the bearing outer ring, for example less than about 30% of the bearing outer ring, preferably about 20% of the bearing outer ring.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Einsatzteil einen Tragring für das Wälzlager aufweist, welcher vor­ zugsweise einen Lageraußenring des Wälzlagers in Form einer Passung aufnimmt.It is particularly advantageous if the insert part has a support ring for the rolling bearing, which before preferably a bearing outer ring of the rolling bearing in the form fits a fit.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Einsatzteil ein Halteelement zur Fixierung desselben an dem Lager­ schild aufweist, wobei das Halteelement insbesondere als Flansch ausgebildet ist, um eine einfache Verbindungs­ möglichkeit zwischen Lagerschild und Einsatzteil zu schaffen. It is also preferably provided that the insert a holding element for fixing the same to the bearing has shield, the holding element in particular as Flange is designed for easy connection possibility between end shield and insert create.  

Zweckmäßigerweise ist dabei vorgesehen, daß das Halteele­ ment ein Schraubflansch ist, welcher in einfacher Art und Weise mit dem Lagerschild befestigt werden kann.It is expediently provided that the holding element ment is a screw flange, which is simple and Way can be attached to the end shield.

Das Einsatzteil ist vorteilhafterweise so ausgebildet, daß das elastisch deformierbare Segment zwischen dem Halteele­ ment und dem Tragring angeordnet ist.The insert is advantageously designed so that the elastically deformable segment between the holding element ment and the support ring is arranged.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß das deformierbare Segment, das Halteelement und der Tragring ein ein­ stückiges Teil bilden, welches insbesondere aus Metall, hergestellt ist.It is preferably provided that the deformable Segment, the holding element and the support ring a one form lumpy part, which is made in particular of metal, is made.

Das deformierbare Segment kann dabei in unterschied­ lichster Art und Weise relativ zum Tragring angeordnet sein. Besonders vorteilhaft aus Gründen eines platz­ sparenden Einbaus, ist es, wenn das elastisch deformier­ bare Segment den Tragring in Azimutalrichtung umgreift.The deformable segment can differ in this Lichlich way arranged relative to the support ring his. Particularly advantageous for reasons of space saving installation, it is when the elastic deform bare segment encompasses the support ring in the azimuthal direction.

Ferner ist es, um eine ausreichende Dimensionierung des deformierbaren Segments zu ermöglichen, von Vorteil, wenn das elastisch deformierbare Segment den Tragring in axialer Richtung der Rotorachse übergreift, so daß das Einsatzteil ein möglichst kompaktes Bauteil ist, das dennoch eine ausreichende Größe des deformierbaren Segments aufweist.It is also necessary to dimension the to enable deformable segment, an advantage if the elastically deformable segment the support ring in overlaps the axial direction of the rotor axis, so that the Insert part is as compact a component as possible, that nevertheless a sufficient size of the deformable Segment.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Elektromaschine sieht vor, daß der Tragring eine Steifigkeit aufweist, welche in der Größenordnung des Lageraußenrings ist, so daß der Lager­ außenring und der Tragring sich hinsichtlich ihrer Steifigkeit ungefähr gleich verhalten und die radiale Deformation lediglich im Bereich des in radialer Richtung elastisch deformierbaren Segments erfolgt.A particularly advantageous embodiment of a Electric machine according to the invention provides that the Tragring has a rigidity, which in the  Order of magnitude of the bearing outer ring is, so that the bearing outer ring and the support ring with respect to their Stiffness behave approximately the same and the radial Deformation only in the radial direction elastically deformable segment takes place.

Um in radialer Richtung zur Rotorachse durch einfache Mittel eine elastische Deformierbarkeit des Segments zu ermöglichen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das elastisch deformierbare Segment einen deformierbaren Wandabschnitt aufweist, welcher sich quer zu einer senk­ recht zur Rotorachse verlaufenden Ebene erstreckt und dabei einerseits mit dem Halteelement und andererseits mit dem Tragring verbunden ist.To in the radial direction to the rotor axis by simple Means an elastic deformability of the segment enable, it has proven advantageous if the elastically deformable segment is a deformable one Has wall section which transversely to a perpendicular extends right to the plane of the rotor axis and on the one hand with the holding element and on the other hand with the support ring is connected.

Eine besonders kompakte Lösung sieht vor, daß das elas­ tisch deformierbare Segment sich von einer Seite des Tragrings in Richtung zur anderen Seite des Tragrings erstreckt.A particularly compact solution provides that the elas table deformable segment from one side of the Support ring towards the other side of the support ring extends.

Konstruktiv besonders vorteilhaft läßt sich das Einsatz­ teil dann herstellen, wenn das elastisch deformierbare Segment und der Tragring einen im wesentlichen C-förmigen Abschnitt des Einsatzteils bilden, wobei der C-förmige Querschnitt aufgrund der Abrundung der Kanten ein gutes dauerelastisches Verhalten ohne Kerbwirkung gewährleistet.The use can be particularly advantageous in terms of design produce part when the elastically deformable Segment and the support ring a substantially C-shaped Form section of the insert part, the C-shaped Cross section a good one due to the rounded edges permanently elastic behavior without notch effect guaranteed.

Das elastisch deformierbare Segment könnte dabei bei­ spielsweise als hohlzylindrischer Ring ausgebildet sein. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das elastisch deformierbare Segment ein bezüglich der Rotorachse sich konisch aufweitender ringförmiger Aus­ schnitt aus einem Kegelmantel ist.The elastically deformable segment could for example, be formed as a hollow cylindrical ring. It has proven to be particularly advantageous if  the elastically deformable segment with respect to the Rotor axis conically widening ring-shaped out cut from a cone jacket.

Vorzugsweise ist dabei der konische ringförmige Ausschnitt so ausgebildet, daß er eine Ringwand aufweist, welche in einem Winkel zwischen ungefähr 15 und ungefähr 20° zur Rotorachse verläuft.Preferably, the conical annular cutout formed so that it has an annular wall, which in an angle between about 15 and about 20 ° to Rotor axis runs.

Um ferner eine besonders stabile Abstützung des Einsatz­ teils an dem Lagerschild zu erreichen, insbesondere eine gute Zentrierung desselben, ist vorgesehen, daß das Halte­ element eine sich in einer Ausnehmung des Lagerschildes abstützende Zentrierschulter aufweist.To further support the insert in a particularly stable manner partly to reach the end shield, especially one good centering of the same, it is provided that the holding element one in a recess of the end shield has a supporting centering shoulder.

Eine zusätzliche Sicherung des Tragrings gegen axiale Bewegungen ist vorteilhafterweise dadurch erreichbar, daß der Tragring zwischen zwei mit dem Lagerschild verbundenen Stützflanschen im wesentlichen ausschließlich radial beweglich geführt ist.An additional securing of the support ring against axial Movements can advantageously be achieved in that the support ring between two connected to the end shield Support flanges are essentially radial is guided flexibly.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Elektromaschine sieht vor, daß diese ein Lagerschild aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, aufweist, dies ist besonders bei einer Elektromaschine, welche für die Fahrzeugtechnik und Luftfahrtechnik geeignet sein soll, von Vorteil.A particularly advantageous embodiment of a Electric machine according to the invention provides that this one End shield made of light metal, especially aluminum, has, this is especially with an electric machine, which for automotive engineering and aeronautical engineering should be suitable, advantageous.

Da das Wälzlager vorzugsweise aus Stahl hergestellt ist, hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn auch das Einsatzteil aus Stahl hergestellt ist.Since the rolling bearing is preferably made of steel, it has also proven advantageous, even if that Insert part made of steel.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen­ stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichne­ rischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.Further features and advantages of the invention are opposed stood the following description and the drawing representation of an exemplary embodiment.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungs­ gemäßen Elektromaschine und Fig. 1 is a perspective view of an electric machine according to the Invention and

Fig. 2 einen Teilschnitt längs Linie 2-2 in Fig. 1. FIG. 2 shows a partial section along line 2-2 in FIG. 1.

Ein Ausführungsbeispiel einer als Ganzes mit 10 bezeich­ neten Elektromaschine umfaßt ein Gehäuse 12, welches seinerseits ein vorderes Lagerschild 14 und ein hinteres Lagerschild 16 aufweist. In den beiden Lagerschilden 14 und 16 ist ein als Ganzes mit 18 bezeichneter Rotor über eine Rotorwelle 20 desselben gelagert.An embodiment of a 10 designated as a whole electric machine comprises a housing 12 which in turn has a front end plate 14 and a rear end plate 16 . In the two end shields 14 and 16 , a rotor, designated as a whole by 18, is supported by a rotor shaft 20 thereof.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist zur Lagerung der Rotorwelle 20 ein als Ganzes mit 22 bezeichnetes Wälzlager vorge­ sehen, dessen Lagerinnenring 24 in Form einer Passung fest auf einer zylindrisch zu einer Rotorachse 28 verlaufenden Lagersitzfläche 26 fixiert ist.As shown in FIG. 2, a bearing designated as a whole with 22 is provided for supporting the rotor shaft 20 , the bearing inner ring 24 of which is fixed in the form of a fit on a bearing seat surface 26 that extends cylindrically to a rotor axis 28 .

Ein über Wälzkörper 32 drehbar mit dem Lagerinnenring 34 verbundener Lageraußenring 30 sitzt seinerseits in einem ein Elastizität in radialer Richtung von derselben Größen­ ordnung wie der Lageraußenring 30 aufweisenden Tragring 34 eines als Ganzes mit 36 bezeichneten Einsatzteils. Der Tragring 34 weist zur Aufnahme des Lageraußenrings 30 vorzugsweise eine innenzylindrische Lagersitzfläche 38 auf, in welcher der Lageraußenring 30 mit einer Außenfläche in Form einer Passung fixiert gehalten ist.A via rolling elements 32 rotatably connected to the bearing inner ring 34 bearing outer ring 30 is in turn in an elasticity in the radial direction of the same size order as the bearing outer ring 30 having support ring 34 of an insert part designated as a whole with 36 . The support ring 34 preferably has an inner cylindrical bearing seat surface 38 for receiving the outer bearing ring 30 , in which the outer bearing ring 30 is held fixed with an outer surface in the form of a fit.

An den Tragring 34 ist einstückig auf seiner dem Lager­ außenring 30 gegenüberliegenden Seite ein in radialer Richtung zur Rotorachse 28 elastisch deformierbares Seg­ ment 40 angeformt, welches sich in Form eines axial­ symmetrisch zur Rotorachse 28 geformten und konisch erweiternden Rings von einer Innenseite 42 des Tragrings 34 ausgehend in Richtung einer Außenseite 44 desselben erstreckt, wobei sich eine als Ausschnitt aus einem Kegelmantel geformte Ringwand 46 desselben mit einem Kegelwinkel zwischen ungefähr 15 und ungefähr 20° bezüglich der Rotorachse 28 zunehmend erweitert.On the support ring 34 is integrally formed on its side opposite the bearing outer ring 30 in the radial direction to the rotor axis 28 elastically deformable Seg element 40 which is in the form of an axially symmetrical to the rotor axis 28 shaped and conically expanding ring from an inside 42 of the support ring 34 proceeding in the direction of an outer side 44 thereof, an annular wall 46 formed as a cutout from a conical jacket thereof being increasingly widened with a cone angle between approximately 15 and approximately 20 ° with respect to the rotor axis 28 .

Dabei ist ein Übergang vom Tragring 34 zur Ringwand 46 im Querschnitt C-förmig ausgebildet und insbesondere eine Innenkante 47 zwischen der Ringwand 46 und dem Tragring 34 gerundet, um eine Kerbwirkung bei Dehnungsbewegungen des Tragrings 34 zu vermeiden.Here, a transition from the support ring 34 to the ring wall 46 is C-shaped in cross section and in particular an inner edge 47 between the ring wall 46 and the support ring 34 is rounded in order to avoid a notch effect during expansion movements of the support ring 34 .

An dieses elastisch deformierbare Segment 40 schließt sich auf seiner dem Tragring 34 abgewandten Seite eine Zentrierschulter 48 an, welche an einer Innenfläche 49 eines Rotorwellendurchbruchs 50 anliegt, um das Einsatz­ teil 36 hierin zentriert zu halten. This elastically deformable segment 40 is followed on its side facing away from the support ring 34 by a centering shoulder 48 which bears against an inner surface 49 of a rotor shaft aperture 50 in order to keep the insert part 36 centered therein.

Ferner schließt sich an die Zentrierschulter 46 auf ihrer dem elastischen Segment 40 gegenüberliegenden Seite ein Halteflansch 52 an, welcher eine Frontseite 54 des Lager­ schilds 14, 16 übergreift und mittels Schrauben 56 an dem Lagerschild 14 gehalten ist.Further, a retaining flange 52 adjoins the centering collar 46 on its opposite side to the elastic segment 40 to which a front side 54 of the end shield 14, 16 extends over and is held on the bearing plate 14 by means of screws 56th

Zur weiteren Abdichtung des Wälzlagers 32 ist an einer Innenseite 58 des Lagerschilds 14, 16 ein Schutzflansch 60 vorgesehen, welcher sich in radialer Richtung zur Welle 26 über das Einsatzteil 36 hinweg erstreckt und radial innen­ liegend eine Ringnut 62 und eine Ringfeder 64 aufweist, welche mit korrespondierenden Elementen 66 und 68 des Rotors 18 eine innere Labyrinthdichtung bilden.For further sealing of the roller bearing 32 , a protective flange 60 is provided on an inner side 58 of the end shield 14 , 16 , which extends in the radial direction to the shaft 26 over the insert part 36 and has an annular groove 62 and an annular spring 64 lying radially on the inside, which also have corresponding elements 66 and 68 of the rotor 18 form an inner labyrinth seal.

Ferner ist auch auf der Frontseite des Lagerschilds 14, 16 ein Schutzflansch 70 vorgesehen, welcher sich ebenfalls in Richtung der Welle 26 über das Einsatzteil 36 hinweg er­ streckt und endseitig eine Ringnut 72 sowie eine Ringfeder 74 bildet, welche mit korrespondierenden Elementen 76 und 78 eines äußeren drehfest auf der Rotorwelle 20 sitzenden Schutzrings 80 ebenfalls eine Labyrinthdichtung bilden.Furthermore, a protective flange 70 is also provided on the front side of the end shield 14 , 16 , which also extends in the direction of the shaft 26 over the insert part 36 and forms an annular groove 72 and an annular spring 74 at the end , which with corresponding elements 76 and 78 one outer protective ring 80 seated in a rotationally fixed manner on the rotor shaft 20 likewise form a labyrinth seal.

Somit ist das Wälzlager 22 in einem nach außen durch die Labyrinthdichtungen drehbar abgedichteten Wälzlagerraum 82 angeordnet, welcher radial nach innen zur Rotorachse 28 durch die Welle 20, zum Inneren des Gehäuses 12 hin durch den Schutzflansch 60 und den Rotor 18 und zur Außenseite des Gehäuses 12 hin durch den Schutzflansch 70 und den Schutzring 80 abgedichtet ist. Radial nach außen ist der Wälzlagerraum 82 durch den Tragring 34 abgedichtet, welcher hierzu dichtend an einer dem Tragring 34 zuge­ wandten Führungsfläche 84 des Schutzflanschs 60 mit der Innenseite 42 und einer dem Tragring 34 zugewandten Füh­ rungsfläche 86 des Schutzflansches 70 mit der Außenseite 44 dichtend, radial zur Rotorachse 28 aber beweglich an­ liegt.The roller bearing 22 is thus arranged in a roller bearing space 82 which is rotatably sealed to the outside by the labyrinth seals and which extends radially inwards to the rotor axis 28 through the shaft 20 , to the inside of the housing 12 through the protective flange 60 and the rotor 18 and to the outside of the housing 12 is sealed by the protective flange 70 and the protective ring 80 . Radially outwardly of the rolling bearing space is sealed by the support ring 34 82, which for this purpose seal against a supporting ring 34 facing guiding surface 84 of the Schutzflanschs 60 with the inner side 42 and a supporting ring 34 facing Füh approximately area 86 of the Schutzflansches 70 with the outer side 44 sealingly, radially to the rotor axis 28 but is movable.

Um eine optimale Abdichtung zwischen der Innenseite 42 und der Führungsfläche 84 zu erhalten, ist in dem Schutz­ flansch 60 noch ein an der Innenseite 42 anliegender Dichtring 88 und in dem Schutzflansch 70 ein an der Außen­ seite 44 anliegender Dichtring 90 vorgesehen, welche je­ weils in einer Nut fixiert sind.In order to obtain an optimal seal between the inner side 42 and the guide surface 84 , in the protective flange 60 there is also a sealing ring 88 resting on the inner side 42 and in the protective flange 70 a sealing ring 90 resting on the outer side 44 is provided, each of which is in a groove are fixed.

Wärmedehnungen des Wälzlagers 22, insbesondere von dessen Lageraußenring 30 werden nun durch das einstückig ausge­ bildete Einsatzteil 36, welches ebenfalls in gleicher Weise wie das Wälzlager 22 aus Stahl hergestellt ist, dadurch ausgeglichen, daß das elastische Segment 40 mit einem dem Tragring 34 zugewandten Abschnitt seiner radial deformierbaren Ringwand 46 dem Tragring 34 die Möglichkeit gibt, sich mit dem Lageraußenring 30 radial zur Rotorachse 28 nach außen zu dehnen. Hierzu ist vorzugsweise die Dicke der elastischen aus Stahl gefertigten Ringwand 46 des Segments 40 so gewählt, daß sie größenordnungsmäßig 20% einer Dicke das Lageraußenrings 30 beträgt und somit eine Steifigkeit aufweist, die ungefähr ein Fünftel der Steifigkeit des Lageraußenrings 30 beträgt. Damit ist die Ringwand 46 elastischer als der Lageraußenring 30 und gleicht dessen Wärmeausdehnungen relativ um jeweiligen Lagerschild 14, 16 aus. Ferner ist die Ringwand 46 aber gegenüber Unwuchten des Rotors 18 steif und wird daher beim Auftreten derselben nicht deformiert.Thermal expansion of the rolling bearing 22, in particular its bearing outer ring 30 will now through the integrally formed insertion part 36, which is also prepared in the same manner as the rolling bearing 22 from steel, equalized characterized in that the elastic segment 40 with a supporting ring 34 facing portion of its radially deformable ring wall 46 gives the support ring 34 the possibility to expand outward with the bearing outer ring 30 radially to the rotor axis 28 . For this purpose, the thickness of the elastic steel ring wall 46 of the segment 40 is preferably selected such that it is of the order of 20% of a thickness of the bearing outer ring 30 and thus has a rigidity which is approximately one fifth of the stiffness of the bearing outer ring 30 . The ring wall 46 is thus more elastic than the bearing outer ring 30 and compensates for its thermal expansion relative to the respective end shield 14 , 16 . Furthermore, the ring wall 46 is stiff with respect to the unbalance of the rotor 18 and is therefore not deformed when the same occurs.

Claims (20)

1. Elektromaschine mit einem mindestens ein Lagerschild umfassenden Gehäuse und einem an dem Lagerschild mittels mindestens eines Wälzlagers um eine Rotor­ achse drehbar gelagerten Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (22) an dem Lagerschild (14, 16) mittels eines Einsatzteils (36) gehalten ist, welches in radialer Richtung zur Rotorachse (28) unterschied­ liche Wärmeausdehnungen von Lagerschild (14, 16) und Wälzlager (22) durch ein in dieser Richtung elastisch deformierbares Segment (40) ausgleicht.1. Electric machine with a housing comprising at least one bearing plate and a rotor rotatably mounted on the bearing plate by means of at least one roller bearing about a rotor axis, characterized in that the roller bearing ( 22 ) on the bearing plate ( 14 , 16 ) by means of an insert part ( 36 ) is held, which compensates for the thermal expansion of the end shield ( 14 , 16 ) and roller bearing ( 22 ) in the radial direction to the rotor axis ( 28 ) by an elastically deformable segment ( 40 ) in this direction. 2. Elektromaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die elastischen Eigenschaften des Segments (40) axialsymmetrisch zur Rotorachse (28) ausgebildet sind.2. Electric machine according to claim 1, characterized in that the elastic properties of the segment ( 40 ) are axially symmetrical to the rotor axis ( 28 ). 3. Elektromaschine nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment (40) hinsichtlich der elastischen Eigenschaften so ausge­ bildet ist, daß dieses gegenüber einer Unwucht des Rotors (18) steif und gegenüber thermischen Verfor­ mungskräften von Lagerschild (14, 16) und/oder Wälzlager (22) elastisch ist. 3. Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the segment ( 40 ) with respect to the elastic properties is formed so that it is stiff against an imbalance of the rotor ( 18 ) and against thermal deformation forces of the end shield ( 14 , 16th ) and / or roller bearing ( 22 ) is elastic. 4. Elektromaschine nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Segment (40) eine geringere Steifigkeit als ein Lageraußenring (30) des Wälzlagers (22) aufweist.4. Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic segment ( 40 ) has a lower rigidity than a bearing outer ring ( 30 ) of the rolling bearing ( 22 ). 5. Elektromaschine nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (36) einen Tragring (34) für das Wälzlager (22) auf­ weist.5. Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the insert part ( 36 ) has a support ring ( 34 ) for the roller bearing ( 22 ). 6. Elektromaschinen nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Tragring (34) einen Lageraußenring (30) des Wälzlagers (22) aufnimmt.6. Electrical machines according to claim 5, characterized in that the support ring ( 34 ) receives an outer bearing ring ( 30 ) of the rolling bearing ( 22 ). 7. Elektromaschine nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (36) ein Halteelement (52) zur Fixierung desselben an dem Lagerschild (14, 16) aufweist.7. Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the insert part ( 36 ) has a holding element ( 52 ) for fixing the same to the end shield ( 14 , 16 ). 8. Elektromaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Halteelement (52) ein Flansch ist.8. Electric machine according to claim 7, characterized in that the holding element ( 52 ) is a flange. 9. Elektromaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Halteelement (52) ein Schraubflansch ist.9. Electric machine according to claim 8, characterized in that the holding element ( 52 ) is a screw flange. 10. Elektromaschine nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch deformierbare Segment (40) zwischen dem Halteelement (52) und dem Tragring (34) angeordnet ist. 10. Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the elastically deformable segment ( 40 ) is arranged between the holding element ( 52 ) and the support ring ( 34 ). 11. Elektromaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch deformier­ bare Segment (40) den Tragring (34) in azimutaler Richtung umgreift.11. Electrical machine according to one of claims 5 to 10, characterized in that the elastically deformable bare segment ( 40 ) engages around the support ring ( 34 ) in the azimuthal direction. 12. Elektromaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch deformier­ bare Segment (40) den Tragring (34) in axialer Rich­ tung der Rotorachse (28) übergreift.12. Electric machine according to one of claims 5 to 11, characterized in that the elastically deformable bare segment ( 40 ) engages over the support ring ( 34 ) in the axial direction of the rotor axis ( 28 ). 13. Elektromaschine nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch deformierbare Segment (40) einen deformierbaren Wand­ abschnitt (46) aufweist, welcher sich quer zu einer senkrecht zur Rotorachse (28) verlaufenden Ebene erstreckt.13. Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the elastically deformable segment ( 40 ) has a deformable wall section ( 46 ) which extends transversely to a plane perpendicular to the rotor axis ( 28 ). 14. Elektromaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch deformier­ bare Segment (40) sich von einer Seite (42) des Trag­ rings (34) in Richtung zur anderen Seite (44) des Tragrings (34) erstreckt.14. Electrical machine according to one of claims 5 to 13, characterized in that the elastically deformable bare segment ( 40 ) extends from one side ( 42 ) of the support ring ( 34 ) towards the other side ( 44 ) of the support ring ( 34 ) . 15. Elektromaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch deformier­ bare Segment (40) und der Tragring (34) einen im Querschnitt C-förmigen Abschnitt des Einsatzteils (36) bilden. 15. Electric machine according to one of claims 5 to 14, characterized in that the elastically deformable segment ( 40 ) and the support ring ( 34 ) form a cross-sectionally C-shaped section of the insert part ( 36 ). 16. Elektromaschine nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch deformierbare Segment (40) ein bezüglich der Rotor­ achse (28) sich konisch aufweitender ringförmiger Ausschnitt aus einem Kegelmantel ist.16. Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the elastically deformable segment ( 40 ) with respect to the rotor axis ( 28 ) is a conically widening annular section of a conical jacket. 17. Elektromaschine nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der konische ringförmige Ausschnitt (40) eine Ringwand (46) aufweist, welche in einem Winkel zwischen ungefähr 15 und ungefähr 20° zur Rotorachse (28) verläuft.17. Electrical machine according to claim 16, characterized in that the conical annular cutout ( 40 ) has an annular wall ( 46 ) which extends at an angle between approximately 15 and approximately 20 ° to the rotor axis ( 28 ). 18. Elektromaschine nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (36) einstückig ausgebildet ist.18. Electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the insert part ( 36 ) is integrally formed. 19. Elektromaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (52) eine sich in einer Ausnehmung (50) des Lagerschildes (14, 16) abstützende Zentrierschulter (48) aufweist.19. Electric machine according to one of claims 7 to 18, characterized in that the holding element ( 52 ) has a centering shoulder ( 48 ) which is supported in a recess ( 50 ) of the bearing plate ( 14 , 16 ). 20. Elektromaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (34) zwischen zwei mit dem Lagerschild (14, 16) ver­ bundenen Schutzflansche (60, 70) ausschließlich radial beweglich geführt ist.20. Electrical machine according to one of claims 5 to 19, characterized in that the support ring ( 34 ) between two with the bearing plate ( 14 , 16 ) ver connected protective flanges ( 60 , 70 ) is guided only radially movable.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010063567A1 (en) * 2008-12-02 2010-06-10 Robert Bosch Gmbh Bearing arrangement
EP2816710A4 (en) * 2012-02-16 2015-09-30 Mitsubishi Electric Corp Rotating electric machine
WO2016037781A1 (en) * 2014-09-11 2016-03-17 Continental Automotive Gmbh Bearing assembly for electric machines
WO2021079130A1 (en) * 2019-10-24 2021-04-29 Edwards Limited Bearing support and pump

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010063567A1 (en) * 2008-12-02 2010-06-10 Robert Bosch Gmbh Bearing arrangement
DE102008044246A1 (en) 2008-12-02 2010-06-10 Robert Bosch Gmbh bearing arrangement
EP2816710A4 (en) * 2012-02-16 2015-09-30 Mitsubishi Electric Corp Rotating electric machine
US9641040B2 (en) 2012-02-16 2017-05-02 Mitsubishi Electric Corporation Rotating electric machine
WO2016037781A1 (en) * 2014-09-11 2016-03-17 Continental Automotive Gmbh Bearing assembly for electric machines
WO2021079130A1 (en) * 2019-10-24 2021-04-29 Edwards Limited Bearing support and pump

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