EP4505584A1 - Antrieb mit elektromotor - Google Patents

Antrieb mit elektromotor

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Publication number
EP4505584A1
EP4505584A1 EP23713066.1A EP23713066A EP4505584A1 EP 4505584 A1 EP4505584 A1 EP 4505584A1 EP 23713066 A EP23713066 A EP 23713066A EP 4505584 A1 EP4505584 A1 EP 4505584A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blind hole
bearing
drive
area
drive 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.)
Pending
Application number
EP23713066.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Abdulvahap ÖZCAN
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.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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 SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP4505584A1 publication Critical patent/EP4505584A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium

Definitions

  • the invention relates to a drive with an electric motor.
  • a drive can be carried out with an electric motor.
  • An electric motor with cooling channels is also known from CN 2 10 578 071 U.
  • a linear drive is known from DE 10 2014 003 758 A1.
  • a liquid-cooled servo motor is known from JP 2010-124 558 A.
  • the invention is therefore based on the object of developing a drive with an electric motor, whereby high performance and safe operation of the drive should be possible.
  • the object is achieved in the drive according to the features specified in claim 1.
  • the electric motor has a bearing flange and a rotor shaft, a bearing being accommodated in the bearing flange, by means of which the rotor shaft is rotatably mounted, in particular on both sides of the bearing receptacle of the bearing designed in the bearing flange, in the bearing flange two mutually parallel, blind hole-like bores, in particular longitudinal bores, are introduced, which each open into a blind hole made in the bearing flange, the blind hole being closed to the environment by means of a single sealing plug screwed into the blind hole, in particular into an internally threaded area of the blind hole , in particular is tightly closed.
  • the advantage here is that a cooling circuit is integrated in the bearing flange and the cooling circuit is therefore securely sealed from the interior of the electric motor.
  • the heat can be dissipated and efficient cooling can be achieved, in particular thermal protection for the bearing and the shaft seal, which are accommodated in the bearing flange.
  • no additional parts are necessary with the exception of the sealing plugs.
  • the cooling circuit is not designed to be closed in the bearing flange, but is designed as a complete cooling circuit together with the pipes connected to the bores.
  • the area covered by the blind hole in the axial direction overlaps with the area covered in the axial direction by a shaft sealing ring received in the bearing flange, in particular the distance between the blind hole and the shaft sealing ring is smaller than the diameter of the blind hole, in particular the electric motor has a stator winding and wherein the
  • Shaft sealing ring is arranged on the side of the bearing facing away from the stator winding, in particular, the radial distance area covered by the shaft seal overlaps with the radial distance area covered by the bearing.
  • the shaft sealing ring seals towards the rotor shaft, in particular wherein the axial direction is aligned parallel to the axis of rotation of the rotor shaft and / or the radial distance is the distance to the axis of rotation of the rotor shaft and / or the respective radial distance range is the range of distances related to the axis of rotation of the rotor shaft .
  • the advantage here is that the cooling takes place in the area of the shaft seal.
  • each of the longitudinal bores is at least partially lined by a respective first pipe part and the blind hole is at least partially lined by a third pipe part, the respective first pipe part being cohesively connected to the pipe part at least partially lining the blind hole, in particular with the end shield made of a first material, in particular stainless steel, and the pipe parts are made of a second material, in particular of copper-containing material, and the first material is different from the second material.
  • the end shield made of a first material, in particular stainless steel
  • the pipe parts are made of a second material, in particular of copper-containing material, and the first material is different from the second material.
  • a first longitudinal bore has a first internal thread region at its end region opening towards the environment and the second longitudinal bore has a second internal thread region at its end region opening towards the environment.
  • the first internal thread region acts as an inlet and the second internal thread region acts as an outlet.
  • the longitudinal bores are each designed as a stepped bore, in particular with the first internal thread region having a larger clear internal diameter than the remaining first longitudinal bore, in particular further inwards, and with the second internal thread region having a larger clear internal diameter than the remaining, in particular further internal ones second longitudinal hole.
  • the clear inner diameter of the respective blind hole-like bore, in particular the longitudinal bore increases monotonically towards the mouth of the respective bore into the environment.
  • the blind hole is designed as a stepped hole, with the clear inside diameter of the blind hole increasing monotonically towards the mouth area of the blind hole opening into the environment, in particular with the blind hole having the minimum clear inside diameter where the distance between the bearing and the blind hole has the smallest value.
  • sealing compound is arranged between the thread area, in particular the internal thread area, the blind hole and an external thread area of the sealing plug. The advantage is that a secure seal can be achieved.
  • sealing compound is arranged between the thread area, in particular the internal thread area, the blind hole and an external thread area of the respective sealing plug.
  • the bearing flange is made of stainless steel.
  • the advantage here is that there is very good thermal conductivity and the heat flow can therefore be directed to the cooling circuit.
  • the stator housing of the electric motor is made of aluminum.
  • the advantage here is that a high thermal conductivity is achieved. The heat therefore flows from the stator housing to the bearing flange.
  • the blind hole is arranged radially between the bearing and the area, in particular the contact area, of contact between the stator housing and the bearing flange at each circumferential angular position related to the axis of rotation of the rotor shaft and covered by the blind hole.
  • liquid in particular water, flows through the blind hole-like bores and the blind hole.
  • the electric motor drives a spindle drive of the drive directly or via a belt drive of the drive or via a gear of the drive.
  • the advantage here is that an efficient linear drive with a short axial length can be created. Heat from the belt drive or gearbox also flows through the bearing flange to the coolant.
  • the spindle drive has a rotatably mounted threaded spindle, the axis of rotation of which is aligned parallel, in particular coaxial, to the axis of rotation of the rotor shaft of the electric motor.
  • the advantage here is that a linear drive can be created which requires only a small amount of installation space in the transverse direction to the axis of rotation of the rotor shaft.
  • a spindle nut screwed onto the threaded spindle is linearly guided in a housing part of the spindle drive by means of a linear guide.
  • FIG. 1 a first drive according to the invention designed as an electric motor is shown in an oblique view.
  • FIG. 1 A sectional view of a partial area of the electric motor is shown in FIG.
  • FIG. 1 A cross section of the bearing flange 1 is shown in FIG.
  • the first drive according to the invention has a bearing flange 1, which receives a bearing 20 on a finely machined bearing holder formed on it for supporting the rotor shaft of the electric motor.
  • the bearing flange 1 is preferably made of steel, in particular stainless steel, and is connected to a stator housing 4, preferably made of aluminum, which surrounds the stator winding and thus absorbs significant heat loss during operation and leads it away to the bearing flange 1.
  • two blind hole-like longitudinal bores 40 are made in the bearing flange, which are designed parallel to one another.
  • the two longitudinal bores are arranged on both sides of the bearing holder.
  • both longitudinal bores 40 open into a blind hole 41 made in the bearing flange, which is closed to the environment with a single sealing plug 42, which runs into a threaded area of the blind hole 41 is screwed in.
  • additional sealing compound is preferably provided in the thread area in order to achieve increased tightness.
  • Sealing compound is particularly advantageously arranged between the respective thread area, in particular the internal thread area, the blind hole 41 and an external thread area of the sealing plug 42.
  • the advantage is that crevice corrosion in the thread is prevented.
  • the inner diameter of the blind hole 41 is larger in the thread area than in the area of the blind hole 41 adjacent to the mouth area of the longitudinal holes.
  • blind hole 41 has a further step change in the inner diameter, so that a cover area of the closure plug 42 can be arranged recessed in the blind hole.
  • the blind hole 41 is designed as a multi-stage stepped hole and the middle step is each designed with a threaded area.
  • the inlet 2 of the liquid is provided in the first longitudinal bore 40, so that the liquid, in particular water, flows from there into the blind hole 41 and then out from the blind hole 41 via the second longitudinal bore 40 at the outlet 3.
  • both the inlet 2 and the outlet 3 each have a threaded area whose clear inner diameter is larger than the remaining longitudinal bore 40.
  • the bearing flange 1 can thus be cooled with liquid and the heat flowing into the bearing flange from the stator housing 4 can be conducted out.
  • the area of contact between the bearing flange 1 and the stator housing 4 is arranged in a first radial distance area related to the axis of rotation of the rotor shaft, which is radially outside and spaced from the radial distance area covered by the bearing 20 and from the radial distance area covered by the shaft seal 21. Therefore, the blind hole 41 is arranged in the bearing flange in such a way that the maximum
  • Distance of the blind hole 41 from the axis of rotation of the rotor shaft is greater than the largest radial distance of the bearing 20 and the shaft seal.
  • the blind hole 41 and the longitudinal holes 40 perpendicular to it are thus arranged as far as possible between the bearing holder and the contact area, so that the bearing 20 and shaft seal 21 are protected as well as possible from the heat flow.
  • the bearing holder is cylindrical in the bearing flange 1.
  • the blind hole 41 is carried out through the interior of the bearing flange 1 and is therefore spaced both axially and in every radial direction from the contact area of the bearing flange 1 with the stator housing 4.
  • the bearing 20 is protected from overheating and thus overheating of the lubricant, in particular grease, in the bearing is avoided.
  • the functionality of the shaft sealing ring 21 is also ensured, since the material of the shaft sealing ring 21 is durable for continuous operation in the intended temperature range.
  • the blind hole 41 is arranged between the contact area and bearing 20 and/or shaft seal 21, so that the heat flowing in from the contact area is kept away from the bearing 20 and shaft seal 21.
  • the longitudinal bores 40 which are aligned perpendicular to the blind hole 41, are also spaced from the bearing.
  • a belt drive can be driven by the drive, which can be driven by the electric motor described, the bearing flange 1 being connected to a housing part of the belt drive and thus heat from the belt drive can also be dissipated to the bearing flange, but in particular on the one facing away from the electric motor Side of the bearing flange 1.
  • the water cooling of the bearing flange 1 enables powerful cooling.
  • the spindle drive has a threaded spindle driven by the belt drive, so that a spindle nut screwed onto the threaded spindle is displaced along its linear guide when the threaded spindle is set in rotation.
  • the axial direction is aligned parallel to the direction of the rotation axis of the rotor shaft.
  • the area covered by the blind hole 41 and the two longitudinal holes 40 in the axial direction is encompassed by or overlaps with the area covered by the shaft sealing ring 21 in the axial direction.
  • the area covered by the blind hole 41 and the two longitudinal holes 40 in the axial direction is spaced from the area covered by the bearing 20 in the axial direction.
  • the blind hole 41 can be positioned very close to the shaft sealing ring 21.
  • the radial distance area covered by the bearing overlaps with the radial distance area covered by the blind hole 41.
  • the radial distances are always related to the axis of rotation of the rotor shaft of the electric motor.
  • the radial distance area covered by the shaft seal 21 overlaps with the radial distance area covered by the bearing 20.
  • the electric motor can also be used to directly drive a spindle drive.
  • the bearing flange 1 is arranged between the electric motor and the spindle drive.
  • the efficient cooling of the bearing flange 1 also enables additional cooling of the spindle drive.
  • the rotor shaft of the electric motor is connected to the threaded spindle of the spindle drive.
  • a spindle nut screwed onto the threaded spindle and guided linearly in a housing part of the spindle drive is thus moved linearly back and forth depending on the rotational movement of the rotor shaft, in particular parallel to the direction of the axis of rotation of the rotor shaft of the electric motor.
  • the bearing flange 1 preferably touches the stator housing 4 on its outer circumference, in particular so that the radial distance to the bearing 2 is maximum.
  • the bearing flange 1 can also be made of materials with particularly good heat-conducting properties, in particular such as copper and its alloys, and connected to a stator housing 4, preferably made of aluminum, which surrounds the stator winding and thus absorbs significant heat loss flows during operation and towards the bearing flange 1.
  • a second blind hole is arranged in the bearing flange 1, which is aligned parallel to the first blind hole 41.
  • the longitudinal bores 40 also both open into the second blind bore. Due to the thinner inner diameter of the second blind hole compared to the inner diameter of the first blind hole 41, a uniform flow can be achieved, in particular the diameters are such that the coolant flow in the first blind hole 41 equals the flow in the second blind hole.
  • the second blind hole is also closed to the environment by a screwed-in sealing plug.
  • the bore axis of the second blind hole and the bore axis of the first blind hole 41 are aligned point-symmetrically to one another with respect to the axis of rotation of the rotor shaft, in particular to the intersection of the axis of rotation of the rotor shaft with the plane spanned by the bore axes of the longitudinal bores 40 and the blind bores.
  • the distance between the blind hole 41 and the shaft sealing ring 21 is smaller than the diameter of the blind hole 41. Efficient heat dissipation of the heat loss introduced by the shaft sealing ring 21 can thus be achieved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

Antrieb mit Elektromotor, wobei der Elektromotor einen Lagerflansch und eine Rotorwelle aufweist, wobei im Lagerflansch ein Lager aufgenommen ist, mittels dessen die Rotorwelle drehbar gelagert ist, wobei in den Lagerflansch zwei zueinander parallel ausgerichtete, sacklochartige Bohrungen eingebracht sind, welche jeweils in eine in den Lagerflansch eingebrachte Sacklochbohrung (41) münden, wobei die Sacklochbohrung (41) zur Umgebung hin mittels eines einzigen, in die Sacklochbohrung (41) eingeschraubten Verschlussstopfens verschlossen ist.

Description

Antrieb mit Elektromotor
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Antrieb mit Elektromotor.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Antrieb mit Elektromotor ausführbar ist.
Aus der CN 2 10 867 385 U ist als nächstliegender Stand der Technik ein flüssigkeitsgekühlter Elektromotor bekannt.
Aus der DE 203 17 814 U1 ist ein Elektromotor mit Lagerschilden bekannt, die Kühlkanäle aufweisen.
Aus der CN 2 10 578 071 U ist ebenfalls ein Elektromotor mit Kühlkanälen bekannt.
Aus der DE 10 2014 003 758 A1 ist ein Linearantrieb bekannt.
Aus der DE 102 47 199 A1 ist ein Elektromotor mit Flanschkühlung bekannt.
Aus der DE 10 2018 009 165 A1 ist eine hydraulisch betätigbare Spannvorrichtung mit einem Blockteil, einem Kolben und einem Spannteil bekannt.
Aus der JP 2010-124 558 A ist ein flüssigkeitsgekühlter Servomotor bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb mit Elektromotor weiterzubilden, wobei eine hohe Leistung und ein sicherer Betrieb des Antriebs ausführbar sein soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Antrieb nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Antrieb mit Elektromotor sind, dass der Elektromotor einen Lagerflansch und eine Rotorwelle aufweist, wobei im Lagerflansch ein Lager aufgenommen ist, mittels dessen die Rotorwelle drehbar gelagert ist, insbesondere beidseitig der im Lagerflansch ausgeführten Lageraufnahme des Lagers, in den Lagerflansch zwei zueinander parallel ausgerichtete, sacklochartige Bohrungen, insbesondere Längsbohrungen, eingebracht sind, welche jeweils in eine in den Lagerflansch eingebrachte Sacklochbohrung münden, wobei die Sacklochbohrung zur Umgebung hin mittels eines einzigen, in die Sacklochbohrung, insbesondere in einen Innengewindebereich der Sacklochbohrung, eingeschraubten Verschlussstopfens verschlossen ist, insbesondere dicht verschlossen ist.
Von Vorteil ist dabei, dass ein Kühlkreislauf im Lagerflansch integriert ist und somit der Kühlkreislauf sicher abgedichtet ist zum Innenraum des Elektromotors. Außerdem ist die Wärme abführbar und eine effiziente Kühlung erreichbar, insbesondere auch ein thermischer Schutz für das Lager und den Wellendichtring, welche im Lagerflansch aufgenommen sind. Außerdem sind keine Zusatzteile mit Ausnahme der Verschlussstopfen notwendig. Der Kühlkreislauf ist nicht im Lagerflansch geschlossen ausgeführt, sondern wird zusammen mit den an die Bohrungen angeschlossenen Rohrleitungen als vollständiger Kühlkreislauf ausgeführt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überlappt der von der Sacklochbohrung in axialer Richtung überdeckte Bereich mit dem von einem im Lagerflansch aufgenommenen Wellendichtring in axialer Richtung überdeckten Bereich, insbeosndere wobei der Abstand zwischen der Sacklochbohrung und dem Wellendichtring kleiner ist als der Durchmesser der Sacklochbohrung, insbesondere wobei der Elektromotor eine Statorwicklung aufweist und wobei der
Wellendichtring auf der von der Statorwicklung abgewandten Seite des Lagers angeordnet ist, insbesondere wobei der von dem Wellendichtring überdeckte Radialabstandsbereich mit dem von dem Lager überdeckten Radialabstandsbereich überlappt. insbesondere wobei der Wellendichtring zur Rotorwelle hin abdichtet, insbesondere wobei die axiale Richtung parallel zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist und/oder der Radialabstand der Abstand zur Drehachse der Rotorwelle ist und/oder der jeweilige Radialabstandsbereich der Bereich von auf die Drehachse der Rotorwelle bezogenen Abständen ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Kühlung im Bereich des Wellendichtrings erfolgt. Somit wird die Umgebung des Dichtsitzes im Lagerschild, in welchem der Wellendichtring aufgenommen ist, gekühlt und temperiert. Die Tragfähigkeit des Lagerschildes in dem Bereich der Sacklochbohrung ist zwar reduziert durch die Einbringung der Sacklochbohrung, jedoch ist in dem Bereich des Dichtsitzes keine besonders hohe Tragfähigkeit erforderlich. Wichtig ist jedoch, dass die Sacklochbohrung in axialer Richtung beabstandet ist von dem Lagersitz des Lagers der Rotorwelle und von dem radial außerhalb des Lagersitzes angeordneten Materials, da dort eine höhere Tragfähigkeit notwendig ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jede der Längsbohrungen jeweils von einem jeweiligen ersten Rohrteil zumindest teilweise ausgekleidet und die Sacklochbohrung von einem dritten Rohrteil zumindest teilweise ausgekleidet, wobei das jeweilige erste Rohrteil mit dem das Sacklochbohrung zumindest teilweise auskleidenden Rohrteil stoffschlüssig verbunden ist, insbesondere wobei das Lagerschild aus einem ersten Material, insbesondere Edelstahl, gefertigt ist und die Rohrteile aus einem zweiten Material, insbesondere aus Kupfer-haltigem Material, gefertigt sind und das erste Material unterschiedlich zum zweiten Material ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine erhöhte Sicherheit erreichbar ist, da erst nach Versagen der Rohrleitungen das Lagerschild die Leitung des Kühlmittels übernimmt. Außerdem ist das Material der Rohrleitungen derart, dass in Zusammenwirkung mit dem Kühlmittel Korrosion verhinderbar ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Kühlmittel auf das Material des Lagerschildes korrosiv wirken würde. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist eine erste Längsbohrung an ihrem zur Umgebung hin mündenden Endbereich einen ersten Innengewindebereich auf und wobei die zweite Längsbohrung an ihrem zur Umgebung hin mündenden Endbereich einen zweiten Innengewindebereich aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Rohrleitung einfach, dicht und sicher verbindbar ist. Somit sind ein Einlass und ein Auslass einfach realisierbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung fungiert der erste Innengewindebereich als Einlass und der zweite Innengewindebereich als Auslass. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfacher Anschluss externer Rohrleitungen oder ein einfacher Anschluss von Schlauchverbindern ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Längsbohrungen jeweils als Stufenbohrung ausgeführt, insbesondere wobei der erste Innengewindebereich einen größeren lichten Innendurchmesser aufweist als die restliche, insbesondere weiter innen liegende erste Längsbohrung und wobei der zweite Innengewindebereich einen größeren lichten Innendurchmesser aufweist als die restliche, insbesondere weiter innen liegende zweite Längsbohrung. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung nimmt der lichte Innendurchmesser der jeweiligen sacklochartigen Bohrung, insbesondere Längsbohrung, zur Mündung der jeweiligen Bohrung in die Umgebung hin monoton zu. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Sacklochbohrung als Stufenbohrung ausgeführt, wobei der lichte Innendurchmesser der Sacklochbohrung zum in die Umgebung mündenden Mündungsbereich der Sacklochbohrung hin monoton zunimmt, insbesondere wobei die Sacklochbohrung dort das Minimum an lichtem Innendurchmesser aufweist, wo der Abstand zwischen dem Lager und der Sacklochbohrung den kleinsten Wert aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und sichere Abdichtung durch den Verschlussstopfen herstellbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem Gewindebereich, insbesondere Innengewindebereich, der Sacklochbohrung und einem Außengewindebereich des Verschlussstopfens Dichtungsmasse angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass eine sichere Abdichtung erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem Gewindebereich, insbesondere Innengewindebereich, der Sacklochbohrung und einem Außengewindebereich des jeweiligen Verschlussstopfens Dichtungsmasse angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass Spaltkorrosion im Gewinde verhindert wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Lagerflansch aus Edelstahl gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit vorhanden ist und somit der Wärmestrom zum Kühlkreislauf führbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Statorgehäuse des Elektromotors aus Aluminium gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Wärmeleitfähigkeit erreicht ist. Somit fließt die Wärme vom Statorgehäuse an den Lagerflansch.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an jeder auf die Drehachse der Rotorwelle bezogenen, von der Sacklochbohrung überdeckten Umfangswinkelposition die Sacklochbohrung radial zwischen dem Lager und dem Bereich, insbesondere Berührbereich, der Berührung zwischen Statorgehäuse und Lagerflansch angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die vom Statorgehäuse in den Lagerflansch einströmende Wärme von dem Lager und von dem Wellendichtring fernhaltbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die sacklochartigen Bohrungen und die Sacklochbohrung von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, durchströmt. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Kühlung erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung treibt der Elektromotor direkt oder über einen Riementrieb des Antriebs oder über ein Getriebe des Antriebs einen Spindeltrieb des Antriebs an. Von Vorteil ist dabei, dass ein effizienter Linearantrieb mit geringer axialer Baulänge erzeugbar ist. Auch Wärme des Riementriebs oder des Getriebes fließt über den Lagerflansch zur Kühlflüssigkeit. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Spindeltrieb eine drehbar gelagerte Gewindespindel auf, deren Drehachse parallel, insbesondere koaxial zur Drehachse der Rotorwelle des Elektromotors ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Linearantrieb erzeugbar ist, der in Querrichtung zur Drehachse der Rotorwelle nur wenig Bauraum benötigt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine auf die Gewindespindel aufgeschraubte Spindelmutter in einem Gehäuseteil des Spindeltriebs mittels einer Linearführung linear geführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer erster als Elektromotor ausgeführter Antrieb in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 2 ist eine Schnittansicht eines Teilbereichs des Elektromotors dargestellt.
In der Figur 3 ist der Elektromotor mit angeschnittenem Lagerflansch 1 in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 4 ist ein Querschnitt des Lagerflansches 1 dargestellt.
Wie in den Figuren 1 bis 4 dargestellt ist, weist der erfindungsgemäße erste Antrieb einen Lagerflansch 1 auf, welcher an einer an ihm ausgebildeten, fein bearbeiteten Lageraufnahme ein Lager 20 aufnimmt zur Lagerung der Rotorwelle des Elektromotors. Ein Wellendichtring 21 , der ebenfalls im Lagerflansch 1 aufgenommen ist, dichtet die Rotorwelle zum Lagerflansch 1 hin ab.
Der Lagerflansch 1 ist vorzugswiese aus einem Stahl, insbesondere Edelstahl, ausgeführt und mit einem vorzugsweise aus Aluminium ausgeführten Statorgehäuse 4 verbunden, welches die Statorwicklung umgibt und somit im Betrieb erhebliche Verlustwärmeströme aufnimmt und zum Lagerflansch 1 hin ableitet.
Denn im Lagerflansch 1 ist eine Flüssigkeits-Kühlkanalstruktur integriert.
Hierzu sind zwei sacklochartige Längsbohrungen 40 in den Lagerflansch eingebracht, die zueinander parallel ausgeführt sind. Insbesondere sind die beiden Längsbohrungen beidseitig der Lageraufnahme angeordnet.
Wie in Figur 4 gezeigt, münden beide Längsbohrungen 40 in eine in den Lagerflansch eingebrachte Sacklochbohrung 41 , welche zur Umgebung hin mit einem einzigen Verschlussstopfen 42 verschlossen ist, der in einen Gewindebereich der Sacklochbohrung 41 eingeschraubt ist. Dabei ist vorzugsweise zusätzlich Dichtmasse im Gewindebereich vorgesehen, um eine erhöhte Dichtigkeit zu erreichen.
Besonders vorteilhaft ist zwischen dem jeweiligen Gewindebereich, insbesondere Innengewindebereich, der Sacklochbohrung 41 und einem Außengewindebereich des Verschlussstopfens 42 Dichtungsmasse angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass Spaltkorrosion im Gewinde verhindert wird.
Der Innendurchmesser der Sacklochbohrung 41 ist im Gewindebereich größer als im zum Mündungsbereich der Längsbohrungen angrenzenden Bereich der Sacklochbohrung 41.
Außerdem weist die Sacklochbohrung 41 einen weiteren Stufensprung des Innendurchmessers auf, so dass ein Deckelbereich des Verschlussstopfens 42 in der Sacklochbohrung versenkt anordenbar ist.
Insbesondere ist somit die Sacklochbohrung 41 als mehrstufige Stufenbohrung ausgeführt und die mittlere Stufe jeweils mit einem Gewindebereich ausgeführt.
Der Einlass 2 der Flüssigkeit ist in der ersten Längsbohrung 40 vorgesehen, so dass die Flüssigkeit, insbesondere Wasser, von dort in die Sacklochbohrung 41 strömt und dann von der Sacklochbohrung 41 über die zweite Längsbohrung 40 beim Auslass 3 heraus.
Zur Anbindung von Rohrleitungen zur Wasserzufuhr oder -abfuhr weisen sowohl der Einlass 2 als auch der Auslass 3 wiederum jeweils einen Gewindebereich auf, dessen lichter Innendurchmesser größer als die jeweilige restliche Längsbohrung 40 ist.
Somit ist der Lagerflansch 1 mit Flüssigkeit kühlbar und die vom Statorgehäuse 4 in den Lagerflansch einströmende Wärme herausleitbar.
Der Bereich der Berührung zwischen Lagerflansch 1 und Statorgehäuse 4 in einem ersten auf die Drehachse der Rotorwelle bezogenen Radialabstandbereich angeordnet, der radial außerhalb und beabstandet ist von dem vom Lager 20 überdeckten Radialabstandsbereich sowie von dem vom Wellendichtring 21 überdeckten Radialabstandsbereich. Daher ist die Sacklochbohrung 41 derart im Lagerflansch angeordnet, dass der maximale
Abstand der Sacklochbohrung 41 von der Drehachse der Rotorwelle größer ist als der größte Radialabstand des Lagers 20 und des Wellendichtrings.
Die Sacklochbohrung 41 und die dazu senkrechten Längsbohrungen 40 sind somit möglichst zwischen Lageraufnahme und Berührbereich angeordnet, so dass Lager 20 und Wellendichtring 21 möglichst gut geschützt sind von dem Wärmestrom.
Da der äußere Umfang des Statorgehäuses 4 im Wesentlichen quaderförmig ausgeführt ist, ist der radial äußere Umfang der Berührfläche quadratisch ausgeformt. Die Lageraufnahme ist zylindrisch im Lagerflansch 1 ausgeführt. Die Sacklochbohrung 41 ist durch das Innere des Lagerflansches 1 durchgeführt und somit sowohl axial als auch in jeder radialen Richtung beabstandet vom Berührbereich des Lagerflansches 1 mit dem Statorgehäuse 4.
Erfindungsgemäß ist das Lager 20 vor Überhitzung geschützt und somit auch eine Überhitzung des Schmiermittels, insbesondere Fett, des Lagers vermieden. Ebenso ist die Funktionsweise des Wellendichtrings 21 gesichert, da das Material des Wellendichtrings 21 im vorgesehenen Temperaturbereich für Dauerbetrieb haltbar ist.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die Sacklochbohrung 41 zwischen dem Berührbereich und Lager 20 und/oder Wellendichtring 21 angeordnet, so dass die vom Berührbereich einströmende Wärme von dem Lager 20 und Wellendichtring 21 ferngehalten wird. Ebenso sind auch die senkrecht zu der Sacklochbohrung 41 ausgerichteten Längsbohrungen 40 vom Lager beabstandet.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist vom Antrieb ein Riementrieb antreibbar, der von dem beschriebenen Elektromotor antreibbar ist, wobei der Lagerflansch 1 mit einem Gehäuseteil des Riementriebs verbunden ist und somit Wärme vom Riementrieb ebenfalls an den Lagerflansch ableitbar ist, insbesondere aber auf der von dem Elektromotor abgewandten Seite des Lagerflansches 1.
Mittels der Wasserkühlung des Lagerflansches 1 ist eine leistungsstarke Kühlung ermöglicht. Der Spindeltrieb weist eine vom Riementrieb angetriebene Gewindespindel auf, so dass eine auf die Gewindespindel aufgeschraubte Spindelmutter entlang ihrer Linearführung verschoben wird, wenn die Gewindespindel in Drehbewegung versetzt wird.
Die axiale Richtung ist parallel zur Richtung der Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet.
Der von der Sacklochbohrung 41 und den beiden Längsbohrungen 40 in axialer Richtung überdeckte Bereich ist von dem vom Wellendichtring 21 in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst oder überlappmit ihm.
Somit ist der von der Sacklochbohrung 41 und den beiden Längsbohrungen 40 in axialer Richtung überdeckte Bereich ist von dem vom Lager 20 in axialer Richtung überdeckten Bereich beabstandet.
Da der Dichtsitz des Wellendichtrings 21 einen geringeren Innendurchmesser aufweist als der Lagersitz des Lagers 20 im Lagerflansch 1, ist Sacklochbohrung 41 sehr nahe am Wellendichtring 21 positionierbar.
Wie in Figur 2 gezeigt, überlappt der von dem Lager überdeckte Radialabstandsbereich überlappt mit dem von der Sacklochbohrung 41 überdeckte Radialabstandsbereich.
Dabei sind die Radialabstände stets auf die Drehachse der Rotorwelle des Elektromotors bezogen.
Der vom Wellendichtring 21 überdeckte Radialabstandsbereich überlappt mit dem vom Lager 20 überdeckten Radialabstandsbereich.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist der Elektromotor auch zum direkten Antreiben eines Spindeltriebs verwendbar. Dabei ist der Lagerflansch 1 zwischen dem Elektromotor und dem Spindeltrieb angeordnet. Die leistungsfähige Kühlung des Lagerflansches 1 ermöglicht somit auch die zusätzliche Kühlung des Spindeltriebs. Die Rotorwelle des Elektromotors ist dabei drehtest mit der Gewindespindel des Spindeltriebs verbunden. Eine auf die Gewindespindel aufgeschraubte, in einem Gehäuseteil des Spindeltriebs linear geführte Spindelmutter wird somit abhängig von der Drehbewegung der Rotorwelle linear hin- und herverschoben, insbesondere also parallel zur Richtung der Drehachse der Rotorwelle des Elektromotors.
Vorzugsweise berührt der Lagerflansch 1 das Statorgehäuse 4 an seinem äußeren Umfang, insbesondere sodass der radiale Abstand zum Lager 2 maximal ist.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen kann der Lagerflansch 1 auch aus Werkstoffen mit besonders guten wärmeleitenden Eigenschaften, insbesondere wie beispielsweise Kupfer und dessen Legierungen, ausgeführt werden und mit einem vorzugsweise aus Aluminium ausgeführten Statorgehäuse 4 verbunden, welches die Statorwicklung umgibt und somit im Betrieb erhebliche Verlustwärmeströme aufnimmt und zum Lagerflansch 1 hin ableitet.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist im Lagerflansch 1 eine zweite Sacklochbohrung angeordnet, welche parallel zur ersten Sacklochbohrung 41 ausgerichtet ist. Die Längsbohrungen 40 münden ebenfalls beide in die zweite Sacklochbohrung. Durch den dünneren Innendurchmesser der zweiten Sacklochbohrung im Vergleich zum Innendurchmesser der ersten Sacklochbohrung 41 ist eine gleichmäßige Durchströmung erreichbar, insbesondere wobei die Durchmesser derart sind, dass der Kühlmittelstrom in der ersten Sacklochbohrung 41 dem Strom in der zweiten Sacklochbohrung gleicht.
Die zweite Sacklochbohrung ist ebenfalls durch einen eingeschraubten Verschlussstopfen zur Umgebung hin verschlossen.
Die Bohrungsachse der zweiten Sacklochbohrung und die Bohrungsachse der ersten Sacklochbohrung 41 sind bezüglich der Drehachse der Rotorwelle punktsymmetrisch zueinander ausgerichtet, insbesondere zu dem Schnittpunkt der Drehachse der Rotorwelle mit der von den Bohrungsachsen der Längsbohrungen 40 und den Sacklochbohrungen aufgespannten Ebene. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen der Abstand zwischen der Sacklochbohrung 41 und dem Wellendichtring 21 kleiner als der Durchmesser der Sacklochbohrung 41. Somit ist eine effiziente Entwärmung der vom Wellendichtring 21 eingetragenen Verlustwärme erreichbar.
Bezugszeichenliste
1 Lagerflansch 2 Einlass
3 Auslass
4 Statorgehäuse
20 Lager
21 Wellendichtring 40 Längsbohrung
41 Sacklochbohrung

Claims

Patentansprüche:
1. Antrieb mit Elektromotor, wobei der Elektromotor einen Lagerflansch und eine Rotorwelle aufweist, wobei im Lagerflansch ein Lager aufgenommen ist, mittels dessen die Rotorwelle drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere beidseitig der im Lagerflansch ausgeführten Lageraufnahme des Lagers, in den Lagerflansch zwei zueinander parallel ausgerichtete, sacklochartige Bohrungen, insbesondere Längsbohrungen (40), eingebracht sind, welche jeweils in eine in den Lagerflansch eingebrachte Sacklochbohrung (41) münden, wobei die Sacklochbohrung (41) zur Umgebung hin mittels eines einzigen, in die Sacklochbohrung (41), insbesondere in einen Innengewindebereich der Sacklochbohrung (41), eingeschraubten Verschlussstopfens verschlossen ist, insbesondere dicht verschlossen ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der von der Sacklochbohrung (41) in axialer Richtung überdeckte Bereich mit dem von einem im Lagerflansch aufgenommenen Wellendichtring (21) in axialer Richtung überdeckten Bereich überlappt, insbeosndere wobei der Abstand zwischen der Sacklochbohrung (41) und dem Wellendichtring (21) kleiner ist als der Durchmesser der Sacklochbohrung (41), insbesondere wobei der Elektromotor eine Statorwicklung aufweist und wobei der Wellendichtring (21) auf der von der Statorwicklung abgewandten Seite des Lagers (20) angeordnet ist, insbesondere wobei der von dem Wellendichtring (21) überdeckte Radialabstandsbereich mit dem von dem Lager (20) überdeckten Radialabstandsbereich überlappt. insbesondere wobei der Wellendichtring (21) zur Rotorwelle hin abdichtet, insbesondere wobei die axiale Richtung parallel zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist und/oder der Radialabstand der Abstand zur Drehachse der Rotorwelle ist und/oder der jeweilige Radialabstandsbereich der Bereich von auf die Drehachse der Rotorwelle bezogenen Abständen ist.
3. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Längsbohrungen (40) jeweils von einem jeweiligen ersten Rohrteil zumindest teilweise ausgekleidet ist und die Sacklochbohrung von einem dritten Rohrteil zumindest teilweise ausgekleidet ist, wobei das jeweilige erste Rohrteil mit dem das Sacklochbohrung (41) zumindest teilweise auskleidenden Rohrteil stoffschlüssig verbunden ist, insbesondere wobei das Lagerschild aus einem ersten Material, insbesondere Edelstahl, gefertigt ist und die Rohrteile aus einem zweiten Material, insbesondere aus Kupfer-haltigem Material, gefertigt sind und das erste Material unterschiedlich zum zweiten Material ist.
4. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Längsbohrung an ihrem zur Umgebung hin mündenden Endbereich einen ersten Innengewindebereich aufweist und wobei die zweite Längsbohrung an ihrem zur Umgebung hin mündenden Endbereich einen zweiten Innengewindebereich aufweist.
5. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Innengewindebereich als Einlass und der zweite Innengewindebereich als Auslass fungiert.
6. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbohrungen jeweils als Stufenbohrung ausgeführt sind, insbesondere wobei der erste Innengewindebereich einen größeren lichten Innendurchmesser aufweist als die restliche, insbesondere weiter innen liegende erste Längsbohrung und wobei der zweite Innengewindebereich einen größeren lichten Innendurchmesser aufweist als die restliche, insbesondere weiter innen liegende zweite Längsbohrung.
7. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der lichte Innendurchmesser der jeweiligen sacklochartigen Bohrung, insbesondere Längsbohrung, zur Mündung der jeweiligen Bohrung in die Umgebung hin monoton zunimmt.
8. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklochbohrung (41) als Stufenbohrung ausgeführt ist, wobei der lichte Innendurchmesser der Sacklochbohrung (41) von einem Minimum zum in die Umgebung mündenden Mündungsbereich der Sacklochbohrung (41) hin monoton zunimmt, insbesondere wobei die Sacklochbohrung (41) dort das Minimum an lichtem Innendurchmesser aufweist, wo der Abstand zwischen dem Lager und der Sacklochbohrung (41) den kleinsten Wert aufweist.
9. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gewindebereich, insbesondere Innengewindebereich, der Sacklochbohrung (41) und dem Außengewindebereich des Verschlussstopfens Dichtungsmasse angeordnet ist.
10. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerflansch aus Edelstahl gefertigt ist und/oder dass das Statorgehäuse aus Aluminium gefertigt ist.
11. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklochbohrung senkrecht zu den beiden Längsbohrungen ausgerichtet ist, und/oder dass eine zur Sacklochbohrung parallel ausgerichtete, einen kleineren Bohrungsdurchmesser als die Sacklochbohrung aufweisende, zweite Sacklochbohrung im Lagerflansch angeordnet ist, wobei die beiden zueinander parallel ausgerichteten, sacklochartigen Bohrungen, insbesondere Längsbohrungen (40), jeweils in die zweite Sacklochbohrung (41) münden, wobei die zweite Sacklochbohrung (41) zur Umgebung hin mittels eines einzigen, in die zweite Sacklochbohrung (41), insbesondere in einen Innengewindebereich der zweiten Sacklochbohrung (41), eingeschraubten Verschlussstopfens verschlossen ist, insbesondere dicht verschlossen ist.
12. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder auf die Drehachse der Rotorwelle bezogenen, von der Sacklochbohrung (41) überdeckten Umfangswinkelposition die Sacklochbohrung (41) radial zwischen dem Lager und dem Bereich, insbesondere Berührbereich, der Berührung zwischen Statorgehäuse und Lagerflansch angeordnet ist.
13. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sacklochartigen Bohrungen und die Sacklochbohrung (41) von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, durchströmt ist.
14. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor direkt oder über einen Riementrieb des Antriebs oder über ein Getriebe des Antriebs einen Spindeltrieb des Antriebs antreibt.
15. Antrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindeltrieb eine drehbar gelagerte Gewindespindel aufweist, deren Drehachse parallel, insbesondere koaxial zur Drehachse der Rotorwelle des Elektromotors ausgerichtet ist, und/oder dass eine auf die Gewindespindel aufgeschraubte Spindelmutter in einem Gehäuseteil des Spindeltriebs mittels einer Linearführung linear geführt ist.
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