WO2013167670A2 - Vorrichtung mit wenigstens einem scheibenläufermotorrotor und montageverfahren - Google Patents

Vorrichtung mit wenigstens einem scheibenläufermotorrotor und montageverfahren Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is in particular to provide a generic device which has a high efficiency.
  • the object is achieved by the features of claim 1, while advantageous embodiments and modifications of the invention can be taken from the dependent claims.
  • the invention is based on a device having at least one stator, at least one pancake motor rotor, which has at least one magnet unit which is intended to interact magnetically with the stator, so that at least one driving force for rotating the pancake motor rotor relative to the stator on the
  • Magnetic unit engages, and with at least a first bearing, which cooperates with a rotatable mounting of the disc rotor motor rotor relative to the stator at least.
  • the term “provided” should be understood to mean in particular specially equipped and / or specially designed.
  • “A” pancake motor rotor “is to be understood in particular as meaning a rotor which is intended for use as a rotor of a disk drive motor.
  • a “magnet unit” is intended in particular to mean a unit stand, which consists of one or more elements on which by means of magnetic fields forces are exercised, the unit may in particular at least one permanent magnet and / or in particular at least one coil.
  • the bearing has a bearing inner ring and a bearing outer ring, wherein the bearing outer ring of the bearing bears against the disc rotor motor rotor and the bearing inner ring against the stator.
  • the bearing or the rolling bearing can only be supported on the stator and on the rotor, that is to say a direct arrangement or support of the bearing inner ring on the shaft can be omitted.
  • the support can in particular also be made radially far outward, which leads to a particularly low-tolerance bearing of the motor.
  • the support of the rotor with respect to the stator can take place at the point which is particularly sensitive to tolerances, namely at the air gap in the vicinity of the magnet or the magnet unit. A support at this point can avoid the occurrence of lever arms, which could increase the intrinsic tolerance of the supporting bearing even more. This also makes it possible, for example, to narrow the air gap.
  • a low tolerance in turn leads to a uniform power delivery of the engine and to a uniform torque.
  • the connection of the outer ring of the bearing on the rotating rotor of the rotating part of the arrangement which is prone to wobbling, be supported radially very far outside.
  • the particular arrangement allows standardized radial bearings to be used to support the rotor of a pancake motor with high accuracy, which may result, inter alia, in increased flexibility and low cost.
  • the system of bearing inner ring and bearing outer ring leads directly to the rotor and stator to a direct support of both elements to each other, ie the effective gap is very well decoupled from many other tolerances or sources of error, for example, may originate from the motor shaft, resulting in a minimized and constant effective gap under rotation. Possible electrical power losses are thereby minimized, the efficiency of the engine is optimized.
  • the connection of the outer ring of the bearing on the rotating rotor and the inner ring on the fixed stator leads to an existing bearing preload to an O-arrangement, which generally with a maximum support length, synonymous with a high system stiffness, goes along. This can further improve the effective gap and thus the performance of the engine.
  • a high efficiency can be achieved.
  • a high efficiency of a pancake motor having the device can be achieved.
  • movements and vibrations of the pancake motor rotor and portions of the pancake motor rotor in an axial direction of the bearing relative to the stator can be largely avoided despite high engine speed, fluctuating and / or high temperature, shock, shock and rotor deformations, thereby driving the pancake motor rotor at high speeds Efficiency is achieved.
  • a long service life of the device can be achieved.
  • a quotient formed by dividing a maximum distance that an outer race of the first bearing has from an axis of rotation of the pancake motor rotor by an average distance that the magnet unit has from the rotational axis is greater than zero , 4 is.
  • a “maximum distance” which an outer ring of the first bearing has from an axis of rotation of the pancake motor rotor should in particular be understood to be the maximum distance of a set of distances which is formed by the distances of all conceivable portions of the outer ring from the axis of rotation.
  • Rotary axis "of the pancake motor rotor is to be understood in particular an axis about which the pancake motor rotor rotates during operation.
  • V Integral over the volume of the magnet unit, V is the total volume of the magnet unit and r is the positive distance of the respective volume elements dV from the axis of rotation. In this way, a particularly secure axial fixation of the pancake motor rotor can be achieved.
  • the quotient is greater than 0.6.
  • the device has a second bearing which cooperates to rotatably support the pancake motor rotor relative to the stator and which abuts against a side of the pancake motor rotor which is opposite to the side of the pancake motor rotor on which the first bearing is located.
  • stator the pancake motor rotor and the two bearings are arranged in an X arrangement or in an O arrangement relative to one another. This allows a safe power transmission can be achieved in a structurally simple design.
  • the first bearing that the quotient formed from the outer diameter of the first bearing divided by the maximum axial bearing width of the first bearing is greater than or equal to 6. As a result, an axially short and yet stable construction is achieved.
  • an assembly method in particular for producing the device, is proposed in which a shim is placed on a stator element of a stator, on which shim a first bearing is laid and a pancake motor rotor is placed on the first bearing. This achieves high efficiency. In particular, a simple assembly is achieved.
  • Fig. 1 shows a partial section through a device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a partial section through a device according to the invention which has a stator 10, a disc rotor motor rotor 12, a shaft 44 and a first and a second bearing 16, 26.
  • the pancake motor rotor 12 has a magnet unit 14, which is formed from a plurality of permanent magnets 38, the uniform along a Circle whose center is located on the axis of rotation 22 of the pancake motor rotor 12, are distributed.
  • the device is part of a pancake motor, with the pancake motor rotor 12 and the axis of rotation 22 rotating relative to the stator 10 during operation thereof.
  • the stator 10 comprises a first and a second stator element 32, 36 and has stator windings 40, which are arranged on the stator elements 32, 36 with respect to the magnet unit 14.
  • the bearings 16, 26 are identical and designed as rolling bearings. Further, the bearings 16, 26 act on the rotatable mounting of the pancake motor rotor 12 relative to the stator.
  • the bearing 16 has an outer ring 20 and an inner ring 42.
  • the outer ring 20 abuts against a first side of the pancake motor rotor 12.
  • an outer ring of the second bearing 26 abuts a second side of the pancake motor rotor 12, which is opposite to the first side.
  • the bearing inner ring 20 bears against the stator 10 and is fixed radially inwardly and axially there.
  • the bearing inner ring 42 abuts against the rotor 12 and is there radially outward and axially fixed.
  • a quotient obtained by dividing a maximum distance 18 that the outer ring 20 of the first bearing 16 has from the axis of rotation 22 and which is the radial outer radius of the outer ring by an average distance 24 that the magnet unit 14 has from the axis of rotation 22; is formed is greater than 0.6.
  • the quotient, which is formed from the outer diameter of the first bearing 16 divided by the maximum axial bearing width 30 of the first bearing 16, is greater than 6.
  • a bracket 46 of the stator 10 biases the stator elements 32, 36 against each other.
  • a shim 34 is arranged in the axial direction, which rests against the stator element 32 and the inner ring 42.
  • a shim 48 is disposed between the stator 36 and the inner ring of the bearing 26 in the axial direction, which rests against the stator 36 and this inner ring.
  • the bias of the stator elements 32, 46 against each other is transmitted by means of the shims 34, 48 on the bearings 16, 26, so that they in the axial direction along the rotation axis 22 gegeneinan- which are biased.
  • a straight line 50 along which force is transmitted from the stator member 32 to the pancake motor rotor intersects a straight line 52 along which force is transmitted from the stator member 36 to the pancake motor rotor 12 at an intersection point spaced from the axis of rotation 22 which is greater than the distance 18.
  • the stator element 32 and the pancake motor rotor 12 form a gap 28 which has a gap width of less than 1 mm.
  • the stator element 36 and the pancake motor rotor 12 form a gap having a gap width of less than 1 mm.
  • a screw can be used. Before biasing, the approximate gap widths of the gaps between the pancake motor rotor and the stator elements 32, 36 are adjusted by means of the shims, whereby the pancake motor rotor is rotated relative to these stator elements.
  • a part of the pancake motor rotor which holds the permanent magnets is formed of carbon. Holes of the inner rings of the bearings can have a diameter of 140 millimeters. Furthermore, the outer rings of the bearings may have an outer diameter of 175 mm.
  • the bearings are provided with lubricant and the device has seals (not shown) which prevent leakage of the lubricant.
  • the seals can be be formed of felt.
  • the first bearing 16 may have a pitch circle diameter different from the pitch diameter of the second bearing 26.
  • the first bearing 16 may be formed in one or more rows.
  • the second bearing 26 may be formed in one or more rows.
  • the first bearing 16 may be in particular a deep groove ball bearing, angular contact ball bearings, tapered roller bearings, cylindrical roller bearings or needle roller bearings.
  • the bearing types mentioned can be designed as axial, oblique or radial bearings.
  • the second bearing 26 may be in particular a deep groove ball bearing, angular contact ball bearings, tapered roller bearings, cylindrical roller bearings or needle roller bearings.
  • the bearing types mentioned can be designed as axial, oblique or radial bearings.
  • the first and the second bearing may have a different design.
  • the device may have one or more additional bearings (not shown) which abut at least one component on the first side and which cooperate with the rotatable support of the pancake motor rotor 12, this additional bearing or additional ones Bearings in particular as deep groove ball bearings, angular contact ball bearings, tapered roller bearings, cylindrical roller bearings or needle roller bearings can be designed or may be formed and wherein the additional bearing or the additional bearing can be designed as axial, angular or radial bearings or can.
  • this additional bearing or additional ones Bearings in particular as deep groove ball bearings, angular contact ball bearings, tapered roller bearings, cylindrical roller bearings or needle roller bearings can be designed or may be formed and wherein the additional bearing or the additional bearing can be designed as axial, angular or radial bearings or can.
  • the device may have one or more additional bearings (not shown), which abut or at least with a component on the second side and which or which cooperate on the rotatable mounting of the disc rotor motor rotor 12, said further additional bearing or these additional bearings may be designed, in particular, as deep groove ball bearings, angular contact ball bearings, tapered roller bearings, cylindrical roller bearings or needle bearings, and the further additional bearing or the additional additional bearings may be designed as axial, oblique or radial bearings.
  • the one or more additional bearings may be single or multi-row.
  • the one or more additional bearings can be formed in one or more rows.
  • the device may in particular be part of a watercraft, a bus, a tram, an aircraft, an agricultural implement or an electric lawnmower. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit zumindest einem Stator (10), wenigstens einem Scheibenläufermotorrotor (12), welcher zumindest eine Magneteinheit (14) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, mit dem Stator (10) magnetisch wechselzuwirken, so dass wenigstens eine Antriebskraft zur Drehung des Scheibenläufermotorrotors (12) relativ zu dem Stator (10) an der Magneteinheit (14) angreift, und mit zumindest einem ersten Lager (16), welches an einer drehbaren Lagerung des Scheibenläufermotorrotors (12) relativ zu dem Stator (10) wenigstens mitwirkt. Es wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Teil des Lagers (16) an dem Scheibenläufermotorrotor (12) anliegt.

Description

B e s c h r e i b u n g
Vorrichtung mit wenigstens einem Scheibenläufermotorrotor und Montageverfahren
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Druckschrift DE 10 2007 013 732 B4 ist eine Vorrichtung mit einem Stator und einem Rotor bekannt. Durch stromdurchflossene Statorwicklungen werden Permanent- magnete im Rotor beschleunigt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung, welche eine hohe Effizienz aufweist, bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit zumindest einem Stator, wenigstens einem Scheibenläufermotorrotor, welcher zumindest eine Magneteinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, mit dem Stator magnetisch wechselzuwirken, so dass wenigstens eine Antriebskraft zur Drehung des Scheibenläufermotorrotors relativ zu dem Stator an der
Magneteinheit angreift, und mit zumindest einem ersten Lager, welches an einer drehbaren Lagerung des Scheibenläufermotorrotors relativ zu dem Stator wenigstens mitwirkt.
Es wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Teil des Lagers an dem Scheibenläufermotor- rotor anliegt. Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgestattet und/oder speziell ausgelegt verstanden werden. Unter einem„Scheibenläufermotorrotor" soll insbesondere ein Rotor verstanden werden, welcher zu einer Verwendung als Rotor eines Scheibenläu- fermotors vorgesehen ist. Unter einer„Magneteinheit" soll insbesondere eine Einheit ver- standen werden, welche aus einem oder mehreren Element besteht, auf welche mit Hilfe von Magnetfeldern Kräfte ausübbar sind, wobei die Einheit insbesondere wenigstens einen Permanentmagnet und/oder insbesondere wenigstens eine Spule aufweisen kann. Das Lager weist einen Lagerinnenring und einen Lageraußenring auf, wobei der Lageraußenring des Lagers an dem Scheibenläufermotorrotor und der Lagerinnenring an dem Stator anliegt.
Durch diese Anordnung kann sich das Lager bzw. das Wälzlager lediglich am Stator und am Rotor abstützen, das heißt eine direkte Anordnung oder Abstützung des Lagerinnen- rings an der Welle kann unterbleiben. Dadurch kann die Abstützung insbesondere auch radial weit außen erfolgen, was zu einer besonders toleranzarmen Lagerung des Motors führt. Insbesondere kann die Abstützung des Rotors bezüglich des Stators an derjenigen Stelle erfolgen, die für Toleranzen besonders empfindlich ist, nämlich am Luftspalt in der Nähe der Magneten bzw. der Magneteinheit. Eine Abstützung an dieser Stelle kann das Auftreten von Hebelarmen vermeiden, die die intrinsische Toleranz des abstützenden Lagers noch vergrößern könnten. Dies ermöglicht es beispielsweise auch, den Luftspalt schmaler zu wählen. Eine geringe Toleranz führt wiederum zu einer gleichmäßigen Kraftentfaltung des Motors und zu einem gleichmäßigen Drehmoment. Insbesondere kann durch die Anbindung des Außenringes des Lagers am rotierenden Rotor der rotierende Teil der Anordnung, der auf Taumelbewegungen anfällig ist, radial sehr weit außen abgestützt werden. Auch ermöglicht es die spezielle Anordnung, standardisierte Radiallager bzw. Wälzlager zu einer Lagerung des Rotors eines Scheibenläufermotors mit hoher Genauigkeit zu verwenden, was unter anderem eine erhöhte Flexibilität und geringe Kosten zur Folge haben kann.
Mit anderen Worten führt die Anlage von Lagerinnenring und Lageraußenring direkt an Rotor und Stator zu einer direkten Abstützung beider Elemente zueinander, d.h. der Wirkspalt wird von vielen weiteren Toleranzen oder Fehlerquellen sehr gut entkoppelt, die z.B. von der Motorwelle herrühren können, was zu einem minimierten und konstanten Wirk- spalt unter Rotation führt. Mögliche elektrische Verlustleistungen werden dadurch minimiert, der Wirkungsgrad des Motors wird optimiert. Die Anbindung des Außenringes des Lagers am rotierenden Rotor und des Innenringes am fixen Stator führt bei anliegender Lagervorspannung zu einer O-Anordnung, die generell mit einer höchsten Stützlänge, gleichbedeutend mit einer höchsten Systemsteifigkeit, einhergeht. Auch dies kann den Wirkspalt und damit die Leistung des Motors weiter verbessern.
Mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Effizienz erreicht werden. Insbesondere kann ein hoher Wirkungsgrad eines Scheibenläufermotors, welcher die Vorrichtung aufweist, erreicht werden. Im Besonderen können Bewegungen und Schwingungen des Scheibenläufermotorrotors und von Teilen des Scheibenläufermotorrotors in eine axiale Richtung des Lagers relativ zu dem Stator trotz hoher Motordrehzahl, schwankender und/oder hoher Temperatur, Erschütterungen, Stoßbelastungen und Rotorverformungen weitgehend vermieden werden, wodurch ein Antrieb des Scheibenläufermotorrotors mit hohem Wirkungsgrad erzielt wird. Insbesondere kann eine hohe Lebensdauer der Vorrichtung erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass ein Quotient, der durch das Teilen eines maximalen Ab- Stands, den ein Außenring des ersten Lagers von einer Drehachse des Scheibenläufermotorrotors aufweist, durch einen durchschnittlichen Abstand, den die Magneteinheit von der Drehachse aufweist, gebildet wird, größer als 0,4 ist. Unter einem„maximalen Abstand", den ein Außenring des ersten Lagers von einer Drehachse des Scheibenläufermotorrotors aufweist, soll insbesondere der maximale Abstand einer Menge von Abständen verstanden werden, welche durch die Abstände aller denkbaren Teilbereiche des Außenrings von der Drehachse gebildet ist. Unter einer„Drehachse" des Scheibenläufermotorrotors soll insbesondere eine Achse verstanden werden, um welche der Scheibenläufermotorrotor bei Betriebsvorgängen rotiert. Unter einem„durchschnittlichen Abstand, den die Magneteinheit von der Drehachse aufweist", soll verstanden werden, wobei das
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Integral über das Volumen der Magneteinheit auszuführen ist, V das Gesamtvolumen der Magneteinheit ist und r der positive Abstand der jeweiligen Volumenelemente dV von der Drehachse ist. Hierdurch kann eine besonders sichere axiale Fixierung des Scheibenläufermotorrotors erreicht werden.
Vorzugsweise ist der Quotient größer als 0,6. Auf diese Weise kann eine sichere axiale Fixierung des Scheibenläufermotorrotors insbesondere in einem Bereich der Magneteinheit erreicht werden, wodurch ein hoher Wirkungsgrad erreicht wird. Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung ein zweites Lager aufweist, welches daran mitwirkt, den Scheibenläufermotorrotor relativ zu dem Stator drehbar zu lagern und welches an einer Seite des Scheibenläufermotorrotor anliegt, welche der Seite des Scheibenläufermotorrotor, an welcher das erste Lager angeordnet ist, gegenüberliegt. Dadurch kann eine weitgehende Festlegung einer Axialposition des Scheibenläufermotorrotors erzielt werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Stator, der Scheibenläufermotorrotor und die beiden Lager in X- Anordnung oder in O-Anordnung relativ zueinander angeordnet sind. Hierdurch kann bei einer konstruktiv einfachen Bauweise eine sichere Kraftübertragung erreicht werden.
Mit Vorteil gilt für das erste Lager, dass der Quotient gebildet aus dem Außendurchmesser des ersten Lagers geteilt durch die maximale axiale Lagerbreite des ersten Lagers größer oder gleich 6 ist. Dadurch wird eine axial kurze und trotzdem stabile Bauweise erreicht.
Ferner wird ein Montageverfahren, insbesondere zur Herstellung der Vorrichtung, vorgeschlagen, bei welchem auf ein Statorelement eines Stators ein Shim gelegt wird, auf den Shim ein erstes Lager gelegt wird und ein Scheibenläufermotorrotor auf das erste Lager gelegt wird. Hierdurch wird eine hohe Effizienz erzielt. Insbesondere wird eine einfache Montage erreicht.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
Figur 1 zeigt einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, welche einen Stator 10, einen Scheibenläufermotorrotor 12, eine Welle 44 und ein erstes und ein zweites Lager 16, 26 aufweist. Der Scheibenläufermotorrotor 12 weist eine Magneteinheit 14 auf, welche aus mehreren Permanentmagneten 38 gebildet ist, die gleichmäßig entlang eines Kreises, dessen Mittelpunkt auf der Drehachse 22 des Scheibenläufermotorrotors 12 liegt, verteilt sind. Die Vorrichtung ist Teil eines Scheibenläufermotors, wobei sich bei einem Betrieb desselben der Scheibenläufermotorrotor 12 und die Drehachse 22 relativ zu dem Stator 10 dreht. Der Stator 10 umfasst ein erstes und ein zweites Statorelement 32, 36 und weist Statorwicklungen 40 auf, welche an den Statorelementen 32, 36 gegenüber der Magneteinheit 14 angeordnet sind. Bei dem Betrieb der Vorrichtung fließt Strom durch die Statorwicklungen 40, so dass ein Magnetfeld erzeugt wird, welches Kräfte auf die Magneteinheit 14 ausübt, die dazu führen, dass der Scheibenläufermotorrotor 12 sich um die Drehachse 22 relativ zu dem Stator dreht. Die Welle 44 ist an dem Scheibenläufermotorrotor 12 befestigt.
Die Lager 16, 26 sind baugleich und als Wälzlager ausgebildet. Ferner wirken die Lager 16, 26 an der drehbaren Lagerung des Scheibenläufermotorrotors 12 relativ zu dem Stator mit. Das Lager 16 weist einen Außenring 20 und einen Innenring 42 auf. Der Außenring 20 liegt an einer ersten Seite des Scheibenläufermotorrotors 12 an. Außerdem liegt ein Außenring des zweiten Lagers 26 an einer zweiten Seite des Scheibenläufermotorrotors 12, welche der ersten Seite gegenüberliegt, an. Der Lagerinnenring 20 liegt an dem Stator 10 an und ist dort radial nach innen und axial festgelegt. Der Lagerinnenring 42 liegt an dem Rotor 12 an und ist dort radial nach außen und axial festgelegt.
Ein Quotient, der durch das Teilen eines maximalen Abstands 18, den der Außenring 20 des ersten Lagers 16 von der Drehachse 22 aufweist und welches der radiale Außenradius des Außenrings ist, durch einen durchschnittlichen Abstand 24, den die Magneteinheit 14 von der Drehachse 22 aufweist, gebildet wird, ist größer als 0,6. Der Quotient, der aus dem Außendurchmesser des ersten Lagers 16 geteilt durch die maximale axiale Lagerbreite 30 des ersten Lagers 16 gebildet ist, ist größer 6.
Ein Bügel 46 des Stators 10 spannt die Statorelemente 32, 36 gegeneinander vor. Zwischen dem Statorelement 32 und dem Innenring 42 ist in axialer Richtung ein Shim 34 angeord- net, welcher an dem Statorelement 32 und dem Innenring 42 anliegt. Ferner ist zwischen dem Statorelement 36 und dem Innenring des Lagers 26 in axialer Richtung ein Shim 48 angeordnet, welcher an dem Statorelement 36 und diesem Innenring anliegt. Die Vorspannung der Statorelemente 32, 46 gegeneinander wird mittels der Shims 34, 48 auf die Lager 16, 26 übertragen, so dass diese in axialer Richtung entlang der Drehachse 22 gegeneinan- der vorgespannt sind. Eine Gerade 50, entlang welcher eine Kraft von dem Statorelement 32 auf den Scheibenläufermotorrotor übertragen wird, schneidet eine Gerade 52, entlang welcher eine Kraft von dem Statorelement 36 auf den Scheibenläufermotorrotor 12 übertragen wird, in einem Schnittpunkt, welcher einen Abstand von der Drehachse 22 aufweist, der größer ist als der Abstands 18. Dies entspricht einer O-Anordnung. In einer alternativen Ausführung ist denkbar, dass der Schnittpunkt einen Abstand von der Drehachse 22 aufweist, welcher kleiner als der Abstands 18 ist. Dies entspricht einer X- Anordnung.
Das Statorelement 32 und der Scheibenläufermotorrotor 12 bilden einen Spalt 28, welcher eine Spaltbreite von unter 1 mm aufweist. Außerdem bilden das Statorelement 36 und der Scheibenläufermotorrotor 12 einen Spalt, welcher eine Spaltbreite von unter 1 mm aufweist.
Bei einer Montage der Vorrichtung wird zunächst auf das Statorelement 32 der Shim 34 gelegt, danach wird das Lager 16 auf den Shim 34 gelegt, nachfolgend wird der Scheibenläufermotorrotor 12 auf das Lager 16 gelegt, danach wird das Lager 26 auf den Scheibenläufermotorrotor 12 gelegt, nachfolgend wird ein Shim auf das Lagers 26 gelegt und ferner wird das Statorelement 36 auf den Shim gelegt, wobei zwischen die Statorelemente 32 und 36 ein weiteres Statorelement 54 eingefügt wird. Während der Scheibenläufermotorrotor relativ zu den Statorelementen 32, 36 gedreht wird, werden mittels des Bügels 46 die Statorelemente 32,36 gegeneinander vorgespannt, wobei sich der Abstand der Statorelemente 32, 36 zueinander um 30 μιη verringert, bis die Statorelemente 32,36 beide das ringförmige Statorelement 54 berühren. Statt des Bügels 46 kann auch eine Verschraubung verwendet werden. Vor dem Vorspannen werden die ungefähren Spaltbreiten der Spalte zwischen dem Scheibenläufermotorrotor und den Statorelementen 32,36 mittels der Shims eingestellt, wobei der Scheibenläufermotorrotor relativ zu diesen Statorelementen gedreht wird.
Ein Teil des Scheibenläufermotorrotors, welches die Permanentmagnete hält, ist aus Karbon gebildet. Bohrungen der Innenringe der Lager können einen Durchmesser von 140 Millimetern aufweisen. Ferner können die Außenringe der Lager einen Außendurchmesser von 175 mm aufweisen.
Die Lager sind mit Schmiermittel versehen und die Vorrichtung weist Dichtungen (nicht gezeigt) auf, welche ein Entweichen des Schmiermittels verhindern. Die Dichtungen kön- nen aus Filz gebildet sein. Außerdem kann das erste Lager 16 einen Teilkreisdurchmesser aufweisen, welcher sich von dem Teilkreisdurchmesser des zweiten Lagers 26 unterscheidet. Ferner kann das erste Lager 16 ein- oder mehrreihig ausgebildet sein. Weiterhin kann das zweite Lager 26 ein- oder mehrreihig ausgebildet sein. Das erste Lager 16 kann insbe- sondere ein Rillenkugellager, Schrägkugellager, Kegelrollenlager, Zylinderrollenlager oder Nadellager sein. Die genannten Lagerarten können dabei als Axial-, Schräg- oder Radiallager ausgeführt sein. Ferner kann das zweite Lager 26 insbesondere ein Rillenkugellager, Schrägkugellager, Kegelrollenlager, Zylinderrollenlager oder Nadellager sein. Auch hierbei können die genannten Lagerarten als Axial-, Schräg- oder Radiallager ausgeführt sein. Insbesondere können das erste und das zweite Lager eine unterschiedliche Bauform aufweisen. Ferner kann die Vorrichtung ein oder mehrere zusätzliche Lager (nicht gezeigt) aufweisen, welches bzw. welche zumindest mit einem Bauteil an der ersten Seite anliegen und welches bzw. welche an der drehbaren Lagerung des Scheibenläufermotorrotors 12 mitwirken, wobei dieses zusätzliche Lager bzw. diese zusätzlichen Lager insbesondere als Rillenkugellager, Schrägkugellager, Kegelrollenlager, Zylinderrollenlager oder Nadellager ausgebildet sein kann bzw. ausgebildet sein können und wobei das zusätzliche Lager bzw. die zusätzlichen Lager als Axial-, Schräg- oder Radiallager ausgeführt sein kann bzw. können. Außerdem kann die Vorrichtung ein oder mehrere weitere zusätzliche Lager (nicht gezeigt) aufweisen, welches bzw. welche zumindest mit einem Bauteil an der zweiten Seite anliegen und welches bzw. welche an der drehbaren Lagerung des Scheibenläufermotorrotors 12 mitwirken, wobei dieses weitere zusätzliche Lager bzw. diese weiteren zusätzlichen Lager insbesondere als Rillenkugellager, Schrägkugellager, Kegelrollenlager, Zylinderrollenlager oder Nadellager ausgebildet sein kann bzw. ausgebildet sein können und wobei das weitere zusätzliche Lager bzw. die weiteren zusätzlichen Lager als Axial-, Schräg- oder Radiallager ausgeführt sein kann bzw. können. Ferner kann das bzw. die zusätzlichen Lager ein- oder mehrreihig ausgebildet sein. Außerdem kann das bzw. die weiteren zusätzlichen Lager ein- oder mehrreihig ausgebildet sein.
Die Vorrichtung kann insbesondere Teil eines Wasserfahrzeugs, eines Busses, einer Stra- ßenbahn, eines Flugzeugs, eines landwirtschaftlichen Geräts oder eines Elektrorasenmä- hers sein. Bezugszeichenliste
10 Stator
12 Scheibenläufermotorrotor
14 Magneteinheit
16 Lager
18 Abstand
20 Außenring
22 Drehachse
24 Abstand
26 Lager
28 Spalt
30 Lagerbreite
32 Statorelement
34 Shim
36 Statorelement
38 Permanentmagnet
40 Statorwicklung
42 Innenring
44 Welle
46 Bügel
48 Shim
50 Gerade
52 Gerade
54 Statorelement

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Vorrichtung mit wenigstens einem Scheibenläufermotorrotor und Montageverfahren
1. Vorrichtung mit zumindest einem Stator (10), wenigstens einem Scheibenläufermotorrotor (12), welcher zumindest eine Magneteinheit (14) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, mit dem Stator (10) magnetisch wechselzuwirken, so dass wenigstens eine Antriebskraft zur Drehung des Scheibenläufermotorrotors (12) relativ zu dem Stator (10) an der Magneteinheit (14) angreift, und mit zumindest einem ersten Lager (16) mit einem Lagerinnenring 42 und einem Lageraußenring 20, welches an einer drehbaren Lagerung des Scheibenläufermotorrotors (12) relativ zu dem Stator (10) wenigstens mitwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring 20 des Lagers (16) an dem Scheibenläufermotorrotor (12) anliegt und dass der Lagerinnenring 20 an dem Stator (10) anliegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Quotient, der durch das Teilen eines maximalen Abstands (18), den ein Außenring (20) des ersten Lagers (16) von einer Drehachse (22) des Scheibenläufermotorrotors (12) aufweist, durch einen durchschnittlichen Abstand (24), den die Magneteinheit (14) von der Drehachse (22) aufweist, gebildet wird, größer als 0,4 ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Quotient größer als 0,6 ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung ein zweites Lager (26) aufweist, welches daran mitwirkt, den Scheibenläufermotorrotor (12) relativ zu dem Stator (10) drehbar zu lagern und welches an einer Seite des Scheibenläufermotorrotor (12) anliegt, welche der Seite des Scheibenläufermotorrotor, an welcher das erste Lager (16) angeordnet ist, gegenüberliegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Stator (10), der Scheibenläufermotorrotor (12) und die beiden Lager (16, 26) in X- Anordnung oder in O-Anordnung relativ zueinander angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die beiden Lager (16, 26) gegeneinander vorgespannt sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Stator (10) und der Scheibenläufermotorrotor (12) wenigstens einen Spalt (28) bilden, welcher eine Spaltbreite aufweist, die kleiner als 5 mm ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei für das erste Lager (16) gilt, dass der Quotient gebildet aus dem Außendurchmesser des ersten Lagers (16) geteilt durch die maximale axiale Lagerbreite (30) des ersten Lagers (16) größer oder gleich 6 ist.
9. Maschine mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Montageverfahren, insbesondere zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem auf ein Statorelement (32) eines Stators (10) ein Shim (34) gelegt wird, auf den Shim (34) ein erstes Lager (16) gelegt wird und ein Scheibenläufermotorrotor (12) auf das erste Lager (16) gelegt wird.
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