WO2003009447A2

WO2003009447A2 - Vorrichtung zur lagefixierung des aussenringes eines walzlagers

Info

Publication number: WO2003009447A2
Application number: PCT/DE2002/002615
Authority: WO
Inventors: Werner Lemke; Peter Skala
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2003-01-30
Also published as: WO2003009447A3; DE10134982A1

Abstract

Es wird eine elektrische Maschine, insbesondere ein Generator für Kraftfahrzeuge, vorgeschlagen, die einen drehbaren Läufer (25) und zumindest eine Lageraufnahme (41) aufweist. In der Lageraufnahme (41) ist zumindest ein Lagermittel (47) aufgenommen, das zum Stützen des Läufers (25) dient. Das Lagermittel (47) ist mittels eines einen Bolzenschaft (59) und einen Bolzenkopf (62) aufweisenden Bolzenelements (56) in der Lageraufnahme (41) gehalten. Dadurch wird eine axiale Haltekraft auf einen Lagerring (65) übertragen. Das Bolzenelement (56) liegt mit seinem Bolzenkopf (62) unmittelbar auf dem Lagerring (65) auf.

Description

Elektrische Maschine

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs . Bei einer bekannten solchen elektrischen Maschine, einem Generator (Bosch Technische Unterrichtungen, Ausgabe 98/99 „Generatoren", Seite 22 ist der Läufer mittels zweier Wälzlager in Lageraufnahmen gelagert, die Teil eines Antriebslagerschilds bzw. eines Schleifringlagerschilds sind. Die Wälzlager finden dabei in entsprechend dimensionierten Naben Aufnahme. Von Bedeutung ist dabei insbesondere die Lagerung im Antriebslagerschild, wobei das einen Innen- und einen Außenring aufweisende Wälzlager einerseits mit seinem Innenring die Welle des Läufers aufnimmt und andererseits der Außenring des Wälzlagers in der Lageraufnahme gehalten ist. Der Außenring wird mittels einer insgesamt ringförmigen Halteplatte in der Lageraufnahme gehalten, wobei die Halteplatte durch am Umfang verteilte Schrauben an der Nabe befestigt ist. Diese Art der Befestigung sichert den Außenring des Wälzlagers in seiner Lage, indem die Halteplatte über den Umfang des Außenrings eine axiale Kraft ausübt .

Bei dieser Art der Lagerbefestigung ist nachteilig, dass die Halteplatte primär die axiale Baulänge der Lagerbefestigung beeinflusst und dadurch mittelbar die axiale Gesamtlänge der elektrischen Maschine.

Vorteile der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs ist es möglich, das Wälzlager bzw. Lagermittel in der Nabe zu halten, ohne dass ein Halteplatte benötigt wird. Dies führt einerseits dazu, dass ein Teil - die Halteplatte - eingespart wird, und andererseits dazu, dass die axiale Baulänge der Lageraufnahme und dadurch auch der gesamten elektrischen Maschine reduziert wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Merkmale.

Ist die Lagerbefestigung mittels Schrauben durchgeführt, die einen glatten Bolzenabschnitt zwischen dem Schraubenkopf und dem Schraubengewinde aufweisen, so ist es möglich, höhere Schraubenanzugskräfte zu verwirklichen und dadurch die Lagersicherung zu verbessern.

Wird die Schraube zwischen dem Schraubenkopf und dem Bolzen mit einem Übergangsbereich ausgeführt, wobei der Übergangsbereich einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Schraubenkopfdurchmesser und größer als der Bolzendurchmesser, so ist der Kraftfluß zwischen dem Schraubenkopf und dem Schraubenbolzen verbessert, so dass die Kerbwirkung zwischen Schraubenkopf und Schraubenbolzen verringert ist. Die Belastung der Schraube kann wiederum erhöht werden. Eine günstige Form des Übergangsbereichs ist konisch. Die genannten Maßnahmen führen bei den Schrauben dazu, dass der Bolzendurchmesser verringert werden kann, so dass der Bolzenabstand zwischen dem äußersten Durchmesser des Lagermittels weiterhin verringert werden kann. Eine bessere Raumausnutzung in radialer Richtung ist die Folge.

Wird das Lagermittel mittels Bolzenelementen befestigt, die kraftschlüssig in einer Bohrung sitzen, so entfällt das Einarbeiten von Gewindegängen in eine Bohrung und das zeitaufwendige Eindrehen der Schrauben in das Gewinde.

Weist das Bolzenelement einen Bolzenkopf mit einem verbreiterten Auflagebereich auf, so wird erreicht, dass die axial wirkende Haltekraft sich über einen größeren Flächenbereich am Lagermittel erstreckt, und dadurch eine im Lagermittel erzeugte mechanische Druckspannung zu einer verminderten Belastung des Lagermittels führt.

Wird als Bolzenelement eine Schraube verwendet, so ist es möglich, die bisherigen Fertigungseinrichtungen zu verwenden, ohne größere kostenintensive Umstellungen vornehmen zu müssen.

Um am Schraubenkopf einen möglichst großen Hebelarm wirken zu lassen, ist vorgesehen, die Bohrung zu senken. Dadurch wird verhindert, dass bereits nahe am Schraubenbolzen eine Belastung des Nabenmaterials stattfindet. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Senkung in radialer Richtung zur Lagerachse geöffnet ist, um so geringe verbleibende Materialstärken nach der Senkung der Bohrung zwischen der Bohrung und der Lageraufnahme zu vermeiden. Geringe Materialstärken wären hier leicht verformbar und könnten sowohl eine Montage des Lagermittels als auch eine Montage des Bolzenelements erschweren. Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend in zwei Ausführungsbeispielen an Hand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ausschnittsweise einen Längsschnitt durch die elektrische Maschine,

Fig. 2 und Fig. 3 eine Draufsicht und eine Schnittdarstellung der Senkung,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Bolzenelements ausgeführt als Schraube ,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines zweiten Bolzenelements,

Fig. 6 ausschnittsweise einen Querschnitt durch die Lagerbefestigung mittels eines kraftschlüssig sitzenden Bolzenelements .

Gleichwirkende Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet .

In Fig. 1 ist ausschnittsweise im Längsschnitt eine elektrische Maschine 10 dargestellt. Die elektrische Maschine 10 ist hierbei als Generator ausgeführt und weist ein Gehäuse 13 auf, das einen Ständer 16 aufnimmt. Der Ständer 16 besteht im Wesentlichen aus einem Ständerkern 19 und einer Ständerwicklung 22. Der Ständer 16 umgibt einen Läufer 25, der im Wesentlichen zylindrische Form aufweist. Der Läufer 25 besteht aus einem elektrisch wirksamen Teil 28, der von einer Läuferwelle 31 getragen wird. Die Läuferwelle 31 und damit der Läufer 25 ist durch eine Riemenscheibe 34 antreibbar. Das Gehäuse 13 besteht üblicherweise aus zwei Gehäusehälften, von denen in Fig. 1 nur eine zu sehen ist, und zwar die antriebsseitige Gehäusehälfte 37, die üblicherweise als Antriebslagerschild 38 bezeichnet wird. Die Gehäusehälfte 37 besteht u. a. aus einer nach radial innen gerichteten Lageraufnahme 41, die im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und eine zylindrische Bohrung 44 aufweist. Innerhalb dieser Bohrung 44 ist ein Lagermittel 47 aufgenommen, das mit einer zentralen inneren Bohrung 50 die Läuferwelle 31 aufnimmt. Das Lagermittel 47 ist hier als Wälzlager ausgebildet und zwar als Kugellager. Die axiale Lage des Lagermittels 47 wird einerseits durch einen Bund 53 bestimmt, der integraler Bestandteil der Gehäusehälfte 37 ist, und andererseits durch zumindest ein Bolzenelement 56. Das Bolzenelement 56 weist einen Bolzenschaft 59 und einen Bolzenkopf 62 auf, wobei der Bolzenkopf 62 derart über den Rand der Bohrung 44 steht, dass der Bolzenkopf ein axiales Auswandern des Lagermittels 47 verhindert. Der Bolzenkopf 62 liegt unmittelbar am Lagermittel 47 an, in diesem Fall unmittelbar auf einem Lagerring 65, der mit der axialen Haltekraft gehalten wird. Das in Fig. 1 dargestellte Bolzenelement 56 ist eine Schraube 68, die in diesem Fall vom Inneren der Gehäusehälfte 37 aus in eine Gewindebohrung 69 eingeschraubt ist. Das Bolzenelement 56 hat einen Bolzenkopf 62 mit einem verbreiterten Auflagebereich 71.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf die Gewindebohrung 69 von der Innenseite der Gehäusehälfte 37, und zwar vor der Montage des Bolzenelements 56. Die Gewindebohrung 69 weist eine Senkung 74 auf, die eine Breite B aufweist. Die Breite B der Senkung 74 entspricht in der Fig. 2 dem Durchmesser des Halbkreises der Senkung 74. Um bei einer möglicherweise zylindrisch ausgeführten Senkung 74 keine schmalen Materialbereiche zur Lageraufnahme 41 hin stehen zu lassen, ist hier die Senkung 74 in radialer Richtung zur Lagerachse 77 geöffnet, siehe auch Fig. 3. Eine solche radiale Öffnung der Senkung 74 bietet sich vor allem dann an, wenn der Abstand der Achse der Gewindebohrung 69 von der Bohrung 44 in etwa der halben Breite B entspricht.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Schraube 68 dargestellt. Die Schraube 68 weist neben dem Bolzenkopf 62 und dem Bolzenschaft 59 einen Übergangsbereich 80 auf, der den Bolzenkopf 62 mit dem Bolzenschaft 59 verbindet. Der Übergangsbereich 80 ist gegenüber dem Bolzenkopf 62 im Durchmesser reduziert, aber noch größer als der Durchmesser des Bolzenschafts 59. In diesem konkreten Fall weist er als weiteres Merkmal zumindest abschnittsweise eine konische Form auf. Darüber hinaus ist ein Längenabschnitt des Bolzenschafts 59 zwischen dem Bolzenkopf 62 und einem Bolzengewinde 82 als glatter Bolzenabschnitt 83 ausgeführt.

In Fig. 5 ist eine Variante der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Schraube 68 dargestellt. Dem Bolzenkopf 62 folgt der im Durchmesser reduzierte Übergangsbereich 80 einer ebenso zumindest abschnittsweise konischen Form. Dem Übergangsbereich folgt das Bolzengewinde 82.

Die Lagerbefestigung kann alternativ, wie in Fig. 6 dargestellt, auch mit einem Bolzenelement 56 verwirklicht sein, das lediglich kraftschlüssig in einer Bohrung 86 sitzt. Auch in diesem Fall weist das Bolzenelement 56 einen Bolzenschaft 59 auf, durch den das Bolzenelement 56 in der Bohrung 86 gehalten ist. Der Bolzenkopf 62 weist auch hier einen verbreiterten Auflagebereich 71 auf.

Claims

Ansprüche

1. Elektrische Maschine, insbesondere Generator für Kraftfahrzeuge, mit einem drehbaren Läufer (25) und zumindest einer Lageraufnahme (41) , in der zumindest ein Lagermittel (47) zum Stützen des Läufers (25) aufgenommen ist, wobei das Lagermittel (47) mittels zumindest eines einen Bolzenschaft (59) und einen Bolzenkopf (62) aufweisenden Bolzenelements (56) in der Lageraufnahme (41) gehalten ist, in dem das Bolzenelement (56) eine axiale Haltekraft auf einen Lagerring (65) des Lagermittels (47) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Bolzenelement (56) mit seinem Bolzenkopf (62) unmittelbar auf dem Lagerring (65) aufliegt .

2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzenelement (56) eine in einer Gewindebohrung sitzende Schraube (68) ist.

3. Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube zwischen dem Bolzenkopf (62) und einem Bolzengewinde (82) einen glatten Bolzenabschnitt (83) hat.

4. Elektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (68) vom Bolzenkopf

(62) zum Bolzenschaft (59) mit einem Übergangsbereich (80) übergeht.

5. Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich (80) konisch ausgeführt ist.

6. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzenelement (56) kraftschlüssig in einer Bohrung (86) sitzt.

7. Elektrische Maschine nach einer der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (69, 86) eine Senkung (74) aufweist.

8. Elektrische Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Senkung (74) in radialer Richtung zu einer Lagerachse (77) geöffnet ist.

9. Elektrische Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzenelement

(56) einen Bolzenkopf (62) mit einem verbreiterten Auflagebereich (71) aufweist.