EP2834535A1 - Gear mechanism, electrical machine - Google Patents

Gear mechanism, electrical machine

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Publication number
EP2834535A1
EP2834535A1 EP13712556.3A EP13712556A EP2834535A1 EP 2834535 A1 EP2834535 A1 EP 2834535A1 EP 13712556 A EP13712556 A EP 13712556A EP 2834535 A1 EP2834535 A1 EP 2834535A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive shaft
spring element
housing
spring
transmission according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13712556.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin-Peter Bolz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2834535A1 publication Critical patent/EP2834535A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/12—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes
    • F16H1/16—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes comprising worm and worm-wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H35/00—Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H35/10—Arrangements or devices for absorbing overload or preventing damage by overload
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
    • F16H2057/0213—Support of worm gear shafts

Definitions

  • the invention relates to a transmission, in particular worm gear, for an electrical machine, with a rotatably mounted in a housing
  • the invention relates to an electric machine with a transmission as described above.
  • the helical drive pinion ensures that at an abrupt stop exert high axial forces on the drive shaft, which can lead to damage to the bearing of the transmission or the drive shaft.
  • the drive pinion in which the drive pinion is in the form of a worm with a worm wheel as the output gear and thereby realizes a high reduction ratio is high speeds are achieved on the drive shaft. Now, if the worm wheel stopped abruptly, for example, because the output side system moves to a mechanical stop, a high rotational energy is stored in the drive shaft.
  • the transmission according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the excess energy initially in an axially acting
  • Component is converted and then axially absorbed by the spring element.
  • the transmission according to the invention a faster stop of the rotational movements of the drive shaft and output shaft is achieved.
  • the spring element is supported on the housing and biases the drive shaft axially. Due to the helical toothing of the drive pinion, the rotational energy is converted into an axially acting on the drive shaft force, which is received by the drive shaft axially biasing spring element at an abrupt stop of the transmission.
  • the drive shaft is associated with at least one movable bearing, which has a rolling element bearing with an inner ring fixed on the drive shaft and with a in the
  • At least one first brake disc and on the housing a second brake disc are respectively fixedly arranged on the drive shaft, that the brake discs come into operative contact with each other when the drive shaft is displaced against the spring force of the spring element over a predetermined path out.
  • the brake discs limit insofar the maximum displacement of the outer ring of the rolling element bearing. Once the thus limited displacement is achieved, the brake discs are urged against each other, which due to the resulting friction effect an optionally existing rotational movement of the drive shaft is braked.
  • the spring element is designed as a plate spring.
  • a plurality of disc springs may be provided to adjust the spring force.
  • Spring element is designed as a spiral spring.
  • the acting spring force is adjusted in particular by the number of Wnditch and by the diameter of the spiral spring forming wire.
  • the coil spring or the plate spring are arranged coaxially to the drive shaft.
  • the spring force of the spring element is chosen so high that in normal operation, a displacement of the drive shaft or the outer ring bearing is prevented is / is and thus a clear
  • Normal operation ensures a conventional operation of the transmission.
  • At least one, in particular annular holding element is arranged on the housing, which axially supports the second brake disc or the second
  • the holding element serves for axial fixing the brake disc so that it is not axially crazy / shifted when the first brake disc is urged against the second brake disc due to a correspondingly high, applied to the drive shaft axial force.
  • the holding element is designed in particular as a support element for the spring element on the housing, so that the spring element is supported on the housing via the holding element.
  • the second brake disc can also be supported by the holding element in this function.
  • the holding element is simultaneously formed as a brake disc, so that reduces the number of components, and assembly time and
  • the brake discs have mutually complementary conical shapes.
  • the surfaces to be brought into frictional contact with each other are formed by the respective cone-shaped portion of the brake discs. This makes it possible, for example, to provide larger friction surfaces on a smaller radial space.
  • the spring element is held biased between the outer ring of the roller bearing and the second brake disc. This is the case in particular, as already mentioned, when the second brake disk is formed by the retaining element. However, it is also conceivable if the brake disc is supported by a separate holding element.
  • the first brake disc is preferably between the inner ring of the
  • the electric machine according to the invention with the features of claim 10 has the advantage that in an abrupt stop, especially on the output side of the transmission, neither the electric machine nor the transmission are damaged by excess energy.
  • the electric machine has a transmission, as has been described above, wherein in particular a rotor shaft of the electric machine forms the drive shaft of the transmission.
  • Figure 1 shows a first embodiment of an advantageous transmission in a sectional view
  • FIG. 1 shows another embodiment of the transmission in one
  • Figure 1 shows a simplified sectional view of a transmission 1, as
  • Worm gear 2 is formed and insofar a worm 3 as a drive pinion 4 has.
  • the worm 3 is in engagement with two worm wheels 5 and 6 arranged opposite one another.
  • the worm 3 is arranged on a drive shaft 7 which forms the rotor shaft of an electric machine 8 which is only indicated here.
  • a drive shaft 7 which forms the rotor shaft of an electric machine 8 which is only indicated here.
  • Rotor 9 arranged, which cooperates with a stationary stator 10.
  • the stator 10 is held stationary in a housing 1 1 of the electric machine 8, which also carries the drive shaft 7 and optionally also the worm wheels 5 and 6.
  • a floating bearing 12 is provided, which is arranged between the worm 3 and the rotor 9 on the drive shaft 7.
  • the floating bearing 12 has a rolling element bearing 13, the inner ring 14 is pressed onto the shaft 7 to an abutment shoulder 15 of the drive shaft 7, wherein for axial securing additionally on the plant shoulder 15 opposite side a locking ring 16 and snap ring is provided.
  • Wälzoresores 13 is axially backlash in the housing 1 1 arranged.
  • the axial displacement of the outer ring 17 is limited by a shoulder 18 of the housing 1 1.
  • a holding element 19 axially spaced from the outer ring 17 is arranged.
  • the holding element 19 is expediently annular and arranged coaxially with the drive shaft 7. Theoretically, the outer ring 17 of the rolling element bearing 13 could be moved to the holding element 19.
  • a spring element 20 and a brake disc 21 are also arranged, wherein the Brake disk 21 bears axially against a holding element 19 and the spring element 20 is held biased between the outer ring 17 and the brake disk 21, so that it urges the outer ring 17 against the shoulder 18.
  • the spring element 20 is supported via the brake disk 21 and the holding element 19 on the housing 1 1.
  • both brake discs 21 and 22 are annular.
  • the outer diameter of the first brake disc 21 and 22 are annular.
  • Brake disc 22 selected larger than the inner diameter of the second
  • the spring force of the spring element 20, which is formed in this case as a plate spring 23, is chosen so high that ensures the normal operation of the transmission 1 and the electric machine 8 a secure mounting of the drive shaft 7 and prevents displacement of the movable bearing 12 or not possible is.
  • Spring element 20 is dimensioned so strong that no displacement of the drive shaft 17 is possible in normal operation. However, if on the output side by the driven by the worm wheels 5 or 6 systems a stop mechanically approached, which causes a sudden stop of the transmission 1, the helical gearing of the worm 3 acts such that by the still present in the drive side part of the transmission 1 rotational energy an axial force is generated, which tries to move the drive shaft 7 axially. If such an emergency is assumed, is in the present
  • the drive shaft 7 is displaced in the direction of the holding member 19 with the rolling element bearing 17, as indicated by an arrow 24.
  • the power flow in this case runs from the worm 3 to the drive shaft 7, from there via the circlip 16 to the inner ring 14 of the roller bearing 13 and then via the rolling elements of the roller bearing 13 on the
  • Brake disks 21, 22 is pushed together increases with each degree which the drive shaft 7 moves further out of its normal position.
  • a heavy load on many components of the transmission 1 on the electric machine 8 in particular on a proposed fixed bearing, which would otherwise be overloaded avoided. Due to the sufficiently high spring force selected, moreover, the electric machine 8 in
  • Worm gear a simple helical gear with two helical gears is provided. Again, in an output side stop an axial force on the drive shaft due to the Helical teeth are exercised.
  • the holding element 19 is formed, for example, as a nut and holds in any case, the brake disc against rotation on the housing 11.
  • the holding element is suitably dimensioned such that it still allows a certain way the brake disc 22 with a high rigidity, without being damaged or destroyed.
  • FIG 2 shows another embodiment of the electric machine 8 with the transmission 1, wherein from Figure 1 already known elements are provided with the same reference numerals and insofar refer to the above description.
  • the holding element 19 forms the brake disc 22.
  • the spring element 20 is also formed in this case as a spiral spring 26 and held directly between the outer ring 17 and the holding member 19 is biased or biased.
  • cone-shaped portion 24 of the brake disc 22 rubs on the inside of the conical portion 25 of the brake disc 21 when the drive shaft 7 has been displaced correspondingly far axially.
  • brake discs 21, 22 can also be configured here in principle as in the first embodiment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

The invention relates to a gear mechanism (1), particularly a worm gear mechanism (2), for an electrical machine (8), comprising a drive shaft (7) which is rotatably mounted in a housing (11) and on which an obliquely geared drive pinion (4), particularly a worm (3), is fixedly arranged, and comprising at least one spring element (20) for absorbing excess energy. The invention provides that the spring element is supported on the housing (11) and axially pre-stresses the drive shaft (7). The invention further relates to an electrical machine.

Description

Getriebe, elektrische Maschine  Gearbox, electric machine
Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Schneckenradgetriebe, für eine elektrische Maschine, mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten The invention relates to a transmission, in particular worm gear, for an electrical machine, with a rotatably mounted in a housing
Antriebswelle, auf der ein schräg verzahntes Antriebsritzel fest angeordnet ist, und mit mindestens einem Federelement zur Aufnahme überschüssiger Energie. Drive shaft on which a helical pinion gear is fixed, and with at least one spring element for receiving excess energy.
Ferner betriff die Erfindung eine elektrische Maschine mit einem Getriebe wie es oben stehend beschrieben wurde. Further, the invention relates to an electric machine with a transmission as described above.
Stand der Technik State of the art
Bei Antrieben mit großen Übersetzungen zwischen Antriebsaggregat, insbesondere elektrische Maschine, und Abtrieb, besteht generell das Problem, dass in dem Antriebsaggregat eine große Rotationsenergie gespeichert ist und diese unter Umständen das angetriebene oder antreibende System beschädigen kann, wenn das angetriebene System steif ist und gegen einen mechanischen Anschlag fährt und somit abrupt in seiner Bewegung gestoppt wird. Um beim abrupten Stoppen überschüssige Energie, die zu einer Beschädigung des Systems führen könnte, aufzunehmen, ist es bekannt, mindestens ein In drives with large ratios between the drive unit, in particular electric machine, and output, there is generally the problem that in the drive unit, a large rotational energy is stored and this may damage the driven or driving system when the driven system is stiff and against a mechanical stop moves and thus stopped abruptly in its movement. In order to absorb surplus energy that could damage the system when abruptly stopped, it is known to take at least one of them
Federelement vorzusehen, das durch seine elastische Verformung die überschüssige Energie aufnimmt und dadurch den plötzlichen Stopp des Systems beziehungsweise des Getriebes dämpft. Ein entsprechendes Getriebe ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 101 17 811 A1 bekannt. Provide spring element that absorbs the excess energy through its elastic deformation and thereby damps the sudden stop of the system or the transmission. A corresponding transmission is known for example from the published patent application DE 101 17 811 A1.
Insbesondere das schräg verzahnte Antriebsritzel sorgt dabei dafür, dass bei einem abrupten Stopp sich hohe Axialkräfte auf die Antriebswelle ausüben, die zu einer Beschädigung der Lagerung des Getriebes beziehungsweise der Antriebswelle führen können. Insbesondere bei Schneckenradgetrieben, bei welchen sich das Antriebsritzel als Schnecke mit einem Schneckenrad als Abtriebsritzel in Eingriff befindet und dadurch eine hohe Untersetzung realisiert wird, werden hohe Drehzahlen an der Antriebswelle erreicht. Wird nun das Schneckenrad abrupt gestoppt, beispielsweise weil das abtriebsseitige System an einen mechanischen Anschlag fährt, ist in der Antriebswelle eine hohe Rotationsenergie gespeichert. In particular, the helical drive pinion ensures that at an abrupt stop exert high axial forces on the drive shaft, which can lead to damage to the bearing of the transmission or the drive shaft. In particular, in worm gear transmissions, in which the drive pinion is in the form of a worm with a worm wheel as the output gear and thereby realizes a high reduction ratio is high speeds are achieved on the drive shaft. Now, if the worm wheel stopped abruptly, for example, because the output side system moves to a mechanical stop, a high rotational energy is stored in the drive shaft.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die überschüssige Energie zunächst in eine axial wirkende The transmission according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the excess energy initially in an axially acting
Komponente gewandelt und dann von dem Federelement axial aufgenommen wird. Durch das erfindungsgemäße Getriebe wird ein schnellerer Stopp der Rotationsbewegungen von Antriebswelle und Abtriebswelle erreicht. Hierzu ist vorgesehen, dass sich das Federelement an dem Gehäuse abstützt und die Antriebswelle axial vorspannt. Durch die Schrägverzahnung des Antriebsritzels wird bei einem abrupten Stopp des Getriebes die Rotationsenergie in eine axial auf die Antriebswelle wirkende Kraft gewandelt, die von dem die Antriebswelle axial vorspannenden Federelement aufgenommen wird. Component is converted and then axially absorbed by the spring element. By the transmission according to the invention, a faster stop of the rotational movements of the drive shaft and output shaft is achieved. For this purpose, it is provided that the spring element is supported on the housing and biases the drive shaft axially. Due to the helical toothing of the drive pinion, the rotational energy is converted into an axially acting on the drive shaft force, which is received by the drive shaft axially biasing spring element at an abrupt stop of the transmission.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Antriebswelle zumindest ein Loslager zugeordnet ist, das einen Wälzkörperlager mit einem auf der Antriebswelle festgelegten Innenring und mit einem im According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the drive shaft is associated with at least one movable bearing, which has a rolling element bearing with an inner ring fixed on the drive shaft and with a in the
Gehäuse gelagerten, axial mit Spiel behafteten Außenring aufweist, wobei das Federelement axial zwischen dem Außenring und dem Gehäuse verspannt ist. Das Federelement stützt sich somit einerseits im Gehäuse, wie bereits erwähnt, und andererseits an dem Außenring des Loslagers ab. Die spielbehaftete Lagerung des Außenrings ermöglichst somit einen Verschiebeweg des Housing mounted axially loaded with play outer ring, wherein the spring element is clamped axially between the outer ring and the housing. The spring element is thus supported on the one hand in the housing, as already mentioned, and on the other hand on the outer ring of the floating bearing. The play-bearing mounting of the outer ring thus ermöglichst a displacement of the
Außenrings bezüglich des Gehäuses entgegen der Federkraft des Outer ring relative to the housing against the spring force of
Federelements. Die Federkraft wird somit von dem Gehäuse über das Spring element. The spring force is thus from the housing over the
Federelement und das Wälzkörperlager auf die Antriebswelle geleitet beziehungsweise geführt, so dass diese axial durch das Federelement indirekt vorgespannt beziehungsweise mit Federkraft beaufschlagt ist. Bei einem abrupten Stopp drängt die Antriebswelle über den festgelegten Innenring die Wälzkörper und den Außenring gegen das Federelement, wodurch dieses weiter verspannt wird und die überschüssige Energie dämpfend aufnimmt. Vorzugsweise sind auf der Antriebswelle zumindest eine erste Bremsscheibe und an dem Gehäuse eine zweite Bremsscheibe jeweils derart fest angeordnet, dass die Bremsscheiben in Wirkkontakt miteinander geraten, wenn die Antriebswelle entgegen der Federkraft des Federelementes über einen vorgebbaren Weg hinaus verlagert wird. Die Bremsscheiben begrenzen insofern den maximalen Verschiebeweg des Außenrings des Wälzkörperlagers. Sobald der dadurch begrenzte Verschiebeweg erreicht ist, werden die Bremsscheiben gegeneinander gedrängt, wodurch aufgrund der entstehenden Reibwirkung eine gegebenenfalls noch bestehende Rotationsbewegung der Antriebswelle ausgebremst wird. Spring element and the rolling element bearing led to the drive shaft or out, so that it is biased axially by the spring element indirectly or acted upon by spring force. In an abrupt stop, the drive shaft via the fixed inner ring urges the rolling elements and the outer ring against the spring element, whereby this is further braced and absorbs the excess energy absorbing. Preferably, at least one first brake disc and on the housing a second brake disc are respectively fixedly arranged on the drive shaft, that the brake discs come into operative contact with each other when the drive shaft is displaced against the spring force of the spring element over a predetermined path out. The brake discs limit insofar the maximum displacement of the outer ring of the rolling element bearing. Once the thus limited displacement is achieved, the brake discs are urged against each other, which due to the resulting friction effect an optionally existing rotational movement of the drive shaft is braked.
Dabei noch verbliebene überschüssig Energie wird somit in Wärmeenergie aufgrund der Reibung gewandelt und die Rotationsbewegung der Antriebswelle in kurzer Zeit gestoppt. Any excess energy remaining is thus converted into heat energy due to the friction and the rotational movement of the drive shaft is stopped in a short time.
Vorzugsweise ist das Federelement als Tellerfeder ausgebildet. Gegebenenfalls können auch mehrere Tellerfedern vorgesehen werden, um die Federkraft anzupassen. Preferably, the spring element is designed as a plate spring. Optionally, a plurality of disc springs may be provided to adjust the spring force.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das According to an alternative embodiment it is provided that the
Federelement als Spiralfeder ausgebildet ist. Hier wird insbesondere durch die Anzahl der Wndungen und durch den Durchmesser des die Spiralfeder bildenden Drahtes die wirkende Federkraft eingestellt. Natürlich ist es auch denkbar, mehrere Spiralfedern vorzusehen. Vorzugsweise sind die Spiralfeder oder die Tellerfeder koaxial zur Antriebswelle angeordnet. Spring element is designed as a spiral spring. Here, the acting spring force is adjusted in particular by the number of Wndungen and by the diameter of the spiral spring forming wire. Of course, it is also conceivable to provide several coil springs. Preferably, the coil spring or the plate spring are arranged coaxially to the drive shaft.
Besonders bevorzugt ist die Federkraft des Federelementes derart hoch gewählt, dass im Normalbetrieb ein Verschieben der Antriebswelle beziehungsweise des Außenringsloslagers verhindert wird/ist und insofern eine eindeutige Particularly preferably, the spring force of the spring element is chosen so high that in normal operation, a displacement of the drive shaft or the outer ring bearing is prevented is / is and thus a clear
Positionierung des Loslagers gewährleistet ist. Erst wenn durch einen abrupten Stopp des Getriebes unnormal hohe Kräfte auf die Antriebswelle wirken, erlaubt das Federelement die zuvor beschriebene Verlagerung. Dadurch wird im Positioning of the floating bearing is guaranteed. Only when abnormally high forces act on the drive shaft by an abrupt stop of the transmission, the spring element allows the displacement described above. This will be in the
Normalbetrieb ein konventioneller Betrieb des Getriebes gewährleistet. Normal operation ensures a conventional operation of the transmission.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Gehäuse wenigstens ein, insbesondere ringförmiges Haltelement angeordnet ist, das die zweite Bremsscheibe axial stützt oder die zweite According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that at least one, in particular annular holding element is arranged on the housing, which axially supports the second brake disc or the second
Bremsscheibe bildet. Im ersten Fall dient das Haltelement zum axialen Festlegen der Bremsscheibe, so dass diese nicht axial verrückt/verschoben wird, wenn die erste Bremsscheibe aufgrund einer entsprechend hohen, auf die Antriebswelle ausgeübten Axialkraft gegen die zweite Bremsscheibe gedrängt wird. Im zweiten Fall ist das Haltelement insbesondere als Stützelement für das Federelement an dem Gehäuse ausgebildet, so dass sich das Federelement über das Haltelement an dem Gehäuse abstützt. Prinzipiell kann auch in dieser Funktion die zweite Bremsscheibe von dem Haltelement gestützt werden. Bevorzugt ist jedoch in diesem Fall das Haltelement gleichzeitig als Bremsscheibe ausgebildet, so dass die Anzahl der Komponenten verringert, und Montagezeit und Brake disc forms. In the first case, the holding element serves for axial fixing the brake disc so that it is not axially crazy / shifted when the first brake disc is urged against the second brake disc due to a correspondingly high, applied to the drive shaft axial force. In the second case, the holding element is designed in particular as a support element for the spring element on the housing, so that the spring element is supported on the housing via the holding element. In principle, the second brake disc can also be supported by the holding element in this function. Preferably, however, in this case, the holding element is simultaneously formed as a brake disc, so that reduces the number of components, and assembly time and
Herstellungskosten reduziert werden. Production costs are reduced.
Besonders bevorzugt weisen die Bremsscheiben zueinander komplementäre Konusformen auf. Die miteinander in Reibkontakt zu bringenden Flächen werden dabei von dem jeweiligen Konusförmigen Abschnitt der Bremsscheiben gebildet. Dadurch ist es beispielsweise möglich, auf kleinerem radialen Raum größere Reibungsflächen zur Verfügung zu stellen. Particularly preferably, the brake discs have mutually complementary conical shapes. The surfaces to be brought into frictional contact with each other are formed by the respective cone-shaped portion of the brake discs. This makes it possible, for example, to provide larger friction surfaces on a smaller radial space.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Federelement zwischen dem Außenring des Wälzkörperlagers und der zweiten Bremsscheibe vorgespannt gehalten ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wie bereits erwähnt, wenn die zweite Bremsscheibe von dem Haltelement gebildet wird. Es ist jedoch auch dann denkbar, wenn die Bremsscheibe von einem separaten Haltelement gestützt wird. According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the spring element is held biased between the outer ring of the roller bearing and the second brake disc. This is the case in particular, as already mentioned, when the second brake disk is formed by the retaining element. However, it is also conceivable if the brake disc is supported by a separate holding element.
Die erste Bremsscheibe ist vorzugsweise zwischen dem Innenring des The first brake disc is preferably between the inner ring of the
Wälzkörperlagers und einem Axialanschlag an der Antriebswelle, der Wälzkörperlagers and an axial stop on the drive shaft, the
beispielsweise durch eine Anlageschulter gebildet wird, festgelegt. is formed, for example, by a contact shoulder.
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 10 hat den Vorteil, dass bei einem abrupten Stopp, insbesondere auf der Abtriebsseite des Getriebes, weder die elektrische Maschine noch das Getriebe durch überschüssige Energie beschädigt werden. Dazu weist die elektrische Maschine ein Getriebe auf, wie es oben stehend beschrieben wurde, wobei insbesondere eine Rotorwelle der elektrischen Maschine die Antriebswelle des Getriebes bildet. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen The electric machine according to the invention with the features of claim 10 has the advantage that in an abrupt stop, especially on the output side of the transmission, neither the electric machine nor the transmission are damaged by excess energy. For this purpose, the electric machine has a transmission, as has been described above, wherein in particular a rotor shaft of the electric machine forms the drive shaft of the transmission. In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show this
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines vorteilhaften Getriebes in einer Schnittdarstellung und Figure 1 shows a first embodiment of an advantageous transmission in a sectional view and
Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Getriebes in einer Figure 2 shows another embodiment of the transmission in one
Schnittdarstellung. Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Schnittdarstellung ein Getriebe 1 , das alsSectional view. Figure 1 shows a simplified sectional view of a transmission 1, as
Schneckenradgetriebe 2 ausgebildet ist und insofern eine Schnecke 3 als Antriebsritzel 4 aufweist. Die Schnecke 3 befindet sich in Eingriff mit zwei gegenüberliegenden angeordneten Schneckenrädern 5 und 6. Die Schnecke 3 ist auf einer Antriebswelle 7 angeordnet, die die Rotorwelle einer hier nur angedeuteten elektrischen Maschine 8 bildet. Dazu ist auf der Antriebswelle 7 einWorm gear 2 is formed and insofar a worm 3 as a drive pinion 4 has. The worm 3 is in engagement with two worm wheels 5 and 6 arranged opposite one another. The worm 3 is arranged on a drive shaft 7 which forms the rotor shaft of an electric machine 8 which is only indicated here. For this purpose, on the drive shaft 7 a
Rotor 9 angeordnet, der mit einem ortsfesten Stator 10 zusammenwirkt. Der Stator 10 ist dabei ortsfest in einem Gehäuse 1 1 der elektrischen Maschine 8 gehalten, welches auch die Antriebswelle 7 und gegebenenfalls auch die Schneckenräder 5 und 6 trägt. Zur Lagerung der Antriebswelle 7 ist unter anderem ein Loslager 12 vorgesehen, das zwischen Schnecke 3 und Rotor 9 auf der Antriebswelle 7 angeordnet ist. Das Loslager 12 weist ein Wälzkörperlager 13 auf, dessen Innenring 14 auf die Welle 7 bis zu einer Anlagerschulter 15 der Antriebswelle 7 aufgepresst ist, wobei zur axialen Sicherung zusätzlich auf der der Anlagenschulter 15 gegenüberliegenden Seite ein Sicherungsring 16 beziehungsweise Sprengring vorgesehen ist. Der Außenring 17 des Rotor 9 arranged, which cooperates with a stationary stator 10. The stator 10 is held stationary in a housing 1 1 of the electric machine 8, which also carries the drive shaft 7 and optionally also the worm wheels 5 and 6. For supporting the drive shaft 7, inter alia, a floating bearing 12 is provided, which is arranged between the worm 3 and the rotor 9 on the drive shaft 7. The floating bearing 12 has a rolling element bearing 13, the inner ring 14 is pressed onto the shaft 7 to an abutment shoulder 15 of the drive shaft 7, wherein for axial securing additionally on the plant shoulder 15 opposite side a locking ring 16 and snap ring is provided. The outer ring 17 of
Wälzkörperlagers 13 ist axial spielbehaftet in dem Gehäuse 1 1 angeordnet. Auf der der Schnecke 13 zugewandten Seite ist der axiale Verschiebeweg des Außenrings 17 durch eine Schulter 18 des Gehäuses 1 1 begrenzt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist an dem Gehäuse 1 1 ein Haltelement 19 axial beabstandet zu dem Außenring 17 angeordnet. Das Haltelement 19 ist zweckmäßigerweise ringförmig ausgebildet und koaxial zur Antriebswelle 7 angeordnet. Theoretisch ließe sich der Außenring 17 des Wälzkörperlagers 13 bis zu dem Haltelement 19 verschieben. Zwischen dem Außenring 17 und dem Haltelement 19 sind jedoch außerdem noch ein Federelement 20 sowie eine Bremsscheibe 21 angeordnet, wobei die Bremsscheibe 21 an einem Haltelement 19 axial anliegt und das Federelement 20 zwischen dem Außenring 17 und der Bremsscheibe 21 vorgespannt gehalten ist, so dass sie den Außenring 17 gegen die Schulter 18 drängt. Dabei stützt sich das Federelement 20 über die Bremsscheibe 21 und das Haltelement 19 an dem Gehäuse 1 1 ab. Wälzkörperlagers 13 is axially backlash in the housing 1 1 arranged. On the side facing the worm 13, the axial displacement of the outer ring 17 is limited by a shoulder 18 of the housing 1 1. On the opposite side of the housing 1 1, a holding element 19 axially spaced from the outer ring 17 is arranged. The holding element 19 is expediently annular and arranged coaxially with the drive shaft 7. Theoretically, the outer ring 17 of the rolling element bearing 13 could be moved to the holding element 19. Between the outer ring 17 and the holding member 19, however, also a spring element 20 and a brake disc 21 are also arranged, wherein the Brake disk 21 bears axially against a holding element 19 and the spring element 20 is held biased between the outer ring 17 and the brake disk 21, so that it urges the outer ring 17 against the shoulder 18. In this case, the spring element 20 is supported via the brake disk 21 and the holding element 19 on the housing 1 1.
Weiterhin ist zwischen dem Innenring 14 und der Anlageschulter 15 der Furthermore, between the inner ring 14 and the contact shoulder 15 of
Antriebswelle 7 eine weitere Bremsscheibe 22 derart angeordnet, dass sie drehfest mit dem Innenring 14 beziehungsweise mit der Antriebswelle 7 verbunden ist. Drive shaft 7, a further brake disc 22 arranged such that it is rotatably connected to the inner ring 14 and the drive shaft 7, respectively.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind beide Bremsscheiben 21 und 22 kreisringförmig ausgebildet. Dabei ist der Außendurchmesser der ersten In the present embodiment, both brake discs 21 and 22 are annular. Here, the outer diameter of the first
Bremsscheibe 22 größer gewählt als der Innendurchmesser der zweiten Brake disc 22 selected larger than the inner diameter of the second
Bremsscheibe 21 , so dass diese sich in einer axialen Draufsicht gesehen bereichsweise überlappen. Die Federkraft des Federelementes 20, das in diesem Fall als Tellerfeder 23 ausgebildet ist, ist dabei derart hoch gewählt, dass im Normalbetrieb des Getriebes 1 beziehungsweise der elektrischen Maschine 8 eine sichere Lagerung der Antriebswelle 7 gewährleistet und ein Verschieben des Loslagers 12 verhindert beziehungsweise nicht möglich ist. Das Brake disk 21 so that they overlap seen in an axial plan view partially. The spring force of the spring element 20, which is formed in this case as a plate spring 23, is chosen so high that ensures the normal operation of the transmission 1 and the electric machine 8 a secure mounting of the drive shaft 7 and prevents displacement of the movable bearing 12 or not possible is. The
Federelement 20 ist derart stark dimensioniert, dass im normalen Betrieb keine Verschiebung der Antriebswelle 17 möglich ist. Wird jedoch abtriebsseitig durch die von den Schneckenrädern 5 oder 6 angetriebenen Systeme ein Anschlag mechanisch angefahren, der einen plötzlichen Stopp des Getriebes 1 bedingt, wirkt sich die Schrägverzahnung der Schnecke 3 derart aus, dass durch die noch in dem Antriebsseitigen Teil des Getriebes 1 vorhandene Rotationsenergie eine Axialkraft erzeugt wird, die versucht, die Antriebswelle 7 axial zu verschieben. Wird ein derartiger Notfall angenommen, so wird in dem vorliegenden Spring element 20 is dimensioned so strong that no displacement of the drive shaft 17 is possible in normal operation. However, if on the output side by the driven by the worm wheels 5 or 6 systems a stop mechanically approached, which causes a sudden stop of the transmission 1, the helical gearing of the worm 3 acts such that by the still present in the drive side part of the transmission 1 rotational energy an axial force is generated, which tries to move the drive shaft 7 axially. If such an emergency is assumed, is in the present
Ausführungsbeispiel die Antriebswelle 7 in Richtung des Haltelements 19 mit dem Wälzkörperlager 17 verschoben, wie durch einen Pfeil 24 angedeutet. Embodiment, the drive shaft 7 is displaced in the direction of the holding member 19 with the rolling element bearing 17, as indicated by an arrow 24.
Der Kraftfluss verläuft dabei von der Schnecke 3 auf die Antriebswelle 7, von dort über den Sicherungsring 16 auf den Innenring 14 des Wälzkörperlagers 13 und anschließend über die Wälzkörper des Wälzkörperlagers 13 auf dessen The power flow in this case runs from the worm 3 to the drive shaft 7, from there via the circlip 16 to the inner ring 14 of the roller bearing 13 and then via the rolling elements of the roller bearing 13 on the
Außenring 17. Dadurch wird der Außenring 17 in Richtung des Pfeils 24 gedrängt. Ist die Axialkraft ausreichend hoch, wird das Federelement 20 beziehungsweise die Tellerfeder 23 weiter gespannt bis die Bremsscheibe 22 in Wirkkontakt mit der Bremsscheibe 21 gelangt. Ab diesem Zeitpunkt wird zusätzlich ein Reibmoment aufgebracht, das die Rotationsenergie der Outer ring 17. As a result, the outer ring 17 is urged in the direction of the arrow 24. If the axial force is sufficiently high, the spring element 20 or the plate spring 23 is further tensioned until the brake disc 22 comes into operative contact with the brake disc 21. From this point in addition, a friction torque is applied, the rotational energy of the
Antriebswelle 7 weiter abbaut. Bereits bei der axialen Verlagerung der Drive shaft 7 further degrades. Already at the axial displacement of
Antriebswelle 7 entgegen der Federkraft des Federelements 20 wird Energie abgebaut beziehungsweise von dem Federelement 20 aufgenommen. Drive shaft 7 against the spring force of the spring element 20 energy is dissipated or absorbed by the spring element 20.
Ist der maximal mögliche Verschiebeweg a des Loslagers 12 überwunden, wird die Bewegung der Antriebswelle 7 außerdem durch Reibung abgebremst. Die Antriebswelle 7 kommt zu Stehen, wobei es die Energie im Wesentlichen in derIf the maximum possible displacement a of the movable bearing 12 is overcome, the movement of the drive shaft 7 is also braked by friction. The drive shaft 7 comes to a standstill, wherein it is the energy substantially in the
Bremse dissipiert. Dann wirkt sich die Federkraft des Federelements 20 wieder derart aus, dass das Loslager 12 beziehungsweise der Außenring 17 in seine Normalposition zurück verlagert wird, sobald die gespeicherte Federkraft die Axialkraft übersteigt. Brake dissipates. Then, the spring force of the spring element 20 again acts in such a way that the floating bearing 12 and the outer ring 17 is displaced back into its normal position as soon as the stored spring force exceeds the axial force.
Ein großer Vorteil ist, dass die Rotationsenergie durch die Bremsscheiben 22, 21 zum stehenden Gehäuse 11 hin übergeben wird. Die Kraft mit der die A great advantage is that the rotational energy is passed through the brake discs 22, 21 to the standing housing 11 out. The power with the
Bremsscheiben 21 , 22 aneinander gerückt wird, steigt mit jedem Grad welches sich die Antriebswelle 7 weiter aus ihrer Normalposition herausbewegt. Dadurch wird eine starke Belastung vieler Komponenten des Getriebes 1 auf die elektrische Maschine 8, insbesondere auf ein vorgesehenes Festlagers, welches sonst überlastetet werden würde, vermieden. Durch die ausreichend hoch gewählte Federkraft wird darüber hinaus die elektrische Maschine 8 im Brake disks 21, 22 is pushed together increases with each degree which the drive shaft 7 moves further out of its normal position. As a result, a heavy load on many components of the transmission 1 on the electric machine 8, in particular on a proposed fixed bearing, which would otherwise be overloaded avoided. Due to the sufficiently high spring force selected, moreover, the electric machine 8 in
Normalbetrieb nicht in ihrer Steifigkeit beeinträchtigt, da sie das vorgespannte Federelement 20 bei den üblichen Betriebskräften das Loslager 12 sicher in seiner Position hält. Die so gebildete Notbremse wirkt nur in dem Fall, wenn abtriebsseitig beispielsweise regelwidrig ein Endanschlag hart angefahren wird. Für den Fall, dass im Normalbetrieb das Anfahren eines Endanschlags nicht vorkommt, kann dieses System auch mit einem schwächer dimensionierten Federelement 20 ausgebildet sein, also nur für den Notfall ausgelegt werden. Normal operation is not impaired in its rigidity, since it holds the prestressed spring element 20 at the usual operating forces, the floating bearing 12 securely in position. The emergency brake thus formed acts only in the case when the output side, for example, foul an end stop is hit hard. In the event that the start of an end stop does not occur in normal operation, this system can also be formed with a weaker dimensioned spring element 20, so be designed only for emergency.
Selbstverständlich können auch mehr oder weniger Schneckenräder mit der Schnecke 3 in Eingriff stehen. Auch ist es denkbar, dass an Stelle eines Of course, more or fewer worm wheels with the worm 3 are engaged. Also, it is conceivable that instead of a
Schneckenradgetriebes ein einfaches schräg verzahntes Getriebe mit zwei schräg verzahnten Zahnrädern vorgesehen wird. Auch hier würde bei einem abtriebsseitigen Stopp eine Axialkraft auf die Antriebswelle aufgrund der Schrägverzahnung ausgeübt werden. Das Haltelement 19 ist beispielsweise als Schraubenmutter ausgebildet und hält in jedem Fall die Bremsscheibe verdrehsicher an dem Gehäuse 11. Das Haltelement ist zweckmäßigerweise derart dimensioniert, dass es mit einer hohen Steifigkeit noch einen gewissen Weg der Bremsscheibe 22 zulässt, ohne beschädigt oder zerstört zu werden. Worm gear a simple helical gear with two helical gears is provided. Again, in an output side stop an axial force on the drive shaft due to the Helical teeth are exercised. The holding element 19 is formed, for example, as a nut and holds in any case, the brake disc against rotation on the housing 11. The holding element is suitably dimensioned such that it still allows a certain way the brake disc 22 with a high rigidity, without being damaged or destroyed.
Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine 8 mit dem Getriebe 1 , wobei aus Figur 1 bereits bekannt Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und insofern auf die oben stehende Beschreibung verweisen wird. Figure 2 shows another embodiment of the electric machine 8 with the transmission 1, wherein from Figure 1 already known elements are provided with the same reference numerals and insofar refer to the above description.
Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist nunmehr vorgesehen, dass das Haltelement 19 die Bremsscheibe 22 bildet. Insofern entfällt ein zusätzliches Bauteil. Das Federelement 20 ist in diesem Fall außerdem als Spiralfeder 26 ausgebildet und direkt zwischen dem Außenring 17 und dem Haltelement 19 verspannt beziehungsweise vorgespannt gehalten. In contrast to the previous embodiment, it is now provided that the holding element 19 forms the brake disc 22. In this respect, there is no need for an additional component. The spring element 20 is also formed in this case as a spiral spring 26 and held directly between the outer ring 17 and the holding member 19 is biased or biased.
Darüber hinaus ist vorgesehen, dass die Bremsscheiben 21 und 22 in dem sich - axial gesehen - überlappenden Bereich eine jeweils zueinander In addition, it is provided that the brake discs 21 and 22 in the axially overlapping region each one another
komplementäre Konusform aufweisen. Dabei greifen die konusförmigen Bereiche der Bremsscheiben 21 , 22 derart ineinander, dass die Innenseite des have complementary cone shape. The conical regions of the brake discs 21, 22 engage each other in such a way that the inside of the
konusförmigen Abschnitts 24 der Bremsscheibe 22 auf der Innenseite des konusförmigen Abschnitts 25 der Bremsscheibe 21 reibt, wenn die Antriebswelle 7 entsprechend weit axial verschoben wurde. cone-shaped portion 24 of the brake disc 22 rubs on the inside of the conical portion 25 of the brake disc 21 when the drive shaft 7 has been displaced correspondingly far axially.
Natürlich können die Bremsscheiben 21 , 22 auch hier alternativ prinzipiell wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgestaltet sein. Of course, the brake discs 21, 22 can also be configured here in principle as in the first embodiment.

Claims

Ansprüche claims
Getriebe (1), insbesondere Schneckenradgetriebe (2), für eine elektrische Maschine (8), mit einer in einem Gehäuse (11) drehbar gelagerten Transmission (1), in particular worm gear (2), for an electric machine (8), with a rotatably mounted in a housing (11)
Antriebswelle (7), auf der ein schräg verzahntes Antriebsritzel (4), insbesondere Schnecke (3), fest angeordnet ist, und mit mindestens einem Federelement (20) zur Aufnahme überschüssiger Energie, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Federelement an dem Gehäuse (11) abstützt und die Antriebswelle (7) axial vorspannt.  Drive shaft (7) on which a helical drive pinion (4), in particular screw (3), is fixed, and with at least one spring element (20) for receiving excess energy, characterized in that the spring element on the housing (11 ) and biases the drive shaft (7) axially.
Getriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Transmission according to claim 1, characterized in that the
Antriebswelle (7) zumindest ein Loslager (12) zugeordnet ist, das ein  Drive shaft (7) is associated with at least one floating bearing (12), the one
Wälzkörperlager (13) mit einem auf der Antriebswelle (7) festgelegten Innenring (14) und mit einem in dem Gehäuse (1 1) gelagerten, axial mit Spiel behafteten Außenring (17) aufweist, wobei das Federelement (20) axial zwischen dem Außenring (17) und dem Gehäuse (11) verspannt ist.  Rolling element bearing (13) having an on the drive shaft (7) fixed inner ring (14) and with a in the housing (1 1) mounted, axially play with outer ring (17), wherein the spring element (20) axially between the outer ring ( 17) and the housing (11) is braced.
Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch Transmission according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass auf der Antriebeswelle (7) zumindest eine erste Bremsscheibe (22) und an dem Gehäuse eine zweite Bremsscheibe (22) derart angeordnet sind, dass die Bremsscheiben (21 , 22) in Wirkkontakt miteinander geraten, wenn die Antriebswelle (7) entgegen der Federkraft des Federelementes (20) über einen vorgebbaren Weg hinaus verlagert wird.  characterized in that on the drive shaft (7) at least a first brake disc (22) and on the housing a second brake disc (22) are arranged such that the brake discs (21, 22) come into operative contact with each other when the drive shaft (7) opposite the spring force of the spring element (20) is displaced beyond a predeterminable distance.
Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch Transmission according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Federelement (20) als Tellerfeder (23) ausgebildet ist.  characterized in that the spring element (20) is designed as a plate spring (23).
5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 5. Transmission according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Federelement (20) als Spiralfeder (26) ausgebildet ist. characterized in that the spring element (20) is designed as a spiral spring (26).
6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch 6. Transmission according to one of the preceding claims characterized
gekennzeichnet, dass die Federkraft des Federelementes (20) derart hoch gewählt ist, dass im Normalbetrieb ein Verschieben der Antriebswelle (7) verhindert wird.  in that the spring force of the spring element (20) is selected to be so high that in normal operation, a displacement of the drive shaft (7) is prevented.
7. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch 7. Transmission according to one of the preceding claims characterized
gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (11) wenigstens ein, insbesondere ringförmiges Haltelement (19) vorgesehen ist, das die zweite Bremsscheibe (21) axial stützt oder die zweite Bremsscheibe (21) bildet.  characterized in that on the housing (11) at least one, in particular annular holding element (19) is provided which axially supports the second brake disc (21) or forms the second brake disc (21).
8. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch 8. Transmission according to one of the preceding claims characterized
gekennzeichnet, dass die Bremsscheiben (21 , 22) miteinander  characterized in that the brake discs (21, 22) with each other
komplementäre Konusformen aufweisen.  have complementary cone shapes.
9. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch 9. Transmission according to one of the preceding claims characterized
gekennzeichnet, dass das Federelement (20) zwischen Außenring (17) und zweiter Bremsscheibe (21) vorgespannt gehalten ist.  characterized in that the spring element (20) between the outer ring (17) and the second brake disc (21) is held biased.
10. Elektrische Maschine (8), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Getriebe (1), insbesondere Schneckenradgetriebe (2), das eine in einem10. Electrical machine (8), in particular for a motor vehicle, with a transmission (1), in particular worm gear (2), the one in a
Gehäuse (1 1) drehbar gelagerte Antriebswelle (7), auf der ein schräg verzahntes Antriebsritzel (4) fest angeordnet ist, und mindestens ein Federelement (20) zur Aufnahme überschüssiger Energie aufweist, gekennzeichnet durch die Ausbildung des Getriebes (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche. Housing (1 1) rotatably mounted drive shaft (7) on which a helical drive pinion (4) is fixed, and at least one spring element (20) for receiving excess energy, characterized by the formation of the transmission (1) after one or several of the preceding claims.
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