BALGKUPPLUNG

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Getriebemotor, aufweisend ein Getriebe, einen Elektromotor und einen Adapter.

Es ist allgemein bekannt, dass ein Getriebemotor, aufweisend ein Getriebe, einen

Elektromotor und einen Adapter, beim Betrieb veränderlichen Temperaturen ausgesetzt ist.

Aus der DE 103 12 941 A1 ist ein Metallbalg als Kupplung bei einem Getriebemotor bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Getriebemotor weiterzubilden, wobei auch bei veränderlichen Temperaturen die vom Getriebemotor anzutreibende Last stets gleichartig angetrieben wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Getriebemotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Getriebemotor, aufweisend ein Getriebe, einen Elektromotor und einen Adapter, sind, dass der Adapter zwischen dem Elektromotor und dem Getriebe angeordnet ist, wobei der Adapter eine Adapterwelle aufweist, wobei die Adapterwelle zumindest teilweise in die eintreibende Welle des Getriebes eingesteckt ist, wobei die Adapterwelle mittels eines Balgs mit der eintreibenden Welle drehfest verbunden ist, wobei zwischen der Adapterwelle und der eintreibenden Welle ein Dichtring angeordnet ist.

ECG \ El DOPA T 03.06.2020 Von Vorteil ist dabei, dass die eintreibende Welle drehbar gelagert ist im Getriebegehäuse, insbesondere mittels nur eines einzigen Lagers, und der Dichtring Zentrierfunktion für die Zentrierung der eintreibenden Welle zur Adapterwelle hinübernimmt. Eine Motorwelle, insbesondere der Rotor, des Elektromotors ist kraftschlüssig verbunden mit der

Adapterwelle. An dem von der Adapterwelle abgewandten Ende der eintreibenden Welle ist ein Sonnenrad einer Planetengetriebestufe des Getriebes anordenbar, wobei das

Sonnenrad mit Planetenrädern im Eingriff ist und somit abgestützt ist. Die Adapterwelle wird beim Einstecken in die eintreibende Welle mittels des Dichtrings zentriert. Nach

kraftschlüssigem Verbinden der Motorwelle mit der Adapterwelle gleicht der elastische Dichtring Ausrichtungsabweichungen der Wellen aus.

Da die eintreibende Welle hohl ausgeführt ist und keine zusätzliche Dichtungsmaßnahme gegen austretendes Öl bei der Einsteckverbindung des Sonnenrads vorgesehen ist, stellt der Dichtring im Fall des Versagens der Einsteckverbindung bezüglich der Öldichtheit eine zweite Sicherheit dar.

Thermisch bedingte Längenveränderungen der Motorwelle werden vom Balg aufgenommen, der in Umfangsrichtung steifer ist als in axialer Richtung. Wenn also in axialer Richtung der Balg gestaucht oder gestreckt wird, wird trotzdem in Umfangsrichtung vom Motor erzeugtes Drehmoment ungestört übertragen. Selbst wenn also das Sonnenrad und die Planetenräder jeweils eine Schrägverzahnung aufweisen, wirkt sich die Längenveränderung der Motor welle nicht auf die Umfangswinkelposition der abtreibenden Getriebewelle aus, weil die Längenveränderung schon vor Erreichen des Sonnenrads kompensiert ist.

Der Dichtring ist vorzugsweise als O-Ring ausgeführt. Insbesondere ist er aus einem elastischen Material herstellbar, wie beispielsweise Gummi oder ein anderes Elastomer.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Adapterwelle an ihrem Außenumfang eine Stufe auf, wobei die eintreibende Welle eine Stufenbohrung aufweist, wobei der Dichtring axial zwischen der Stufe und der Stufe der Stufenbohrung angeordnet ist, insbesondere wobei der Dichtring auf die Adapterwelle aufgesteckt ist, insbesondere wobei der von dem Dichtring in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse der eintreibenden Welle, überdeckte Bereich in dem von dem Balg in axialer Richtung überdeckten Bereich enthalten ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Stufenbohrung und die Stufe am Außenumfang einfach herstellbar sind und somit der Raumbereich zur Aufnahme des Dichtrings in einfacher Weise zur Verfügung stellbar ist. Außerdem ist durch die Dimensionierung der Stufen der Raumbereich derart klein wählbar, dass der Dichtring den Raumbereich fast vollständig ausfüllt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Adapterwelle hohl ausgeführt, wobei eine Motorwelle, insbesondere Rotor, des Elektromotors in die Adapterwelle zumindest teilweise eingesteckt ist, wobei ein Klemmring auf die Adapterwelle aufgesteckt ist, insbesondere zur

kraftschlüssigen Verbindung der Adapterwelle mit der Motorwelle. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Verbindung ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Balg schweißverbunden sowohl mit der Adapterwelle als auch mit der eintreibenden Welle, insbesondere wobei die Adapterwelle einen radial hervorragenden Vorsprung aufweist, an dem der Balg schweißverbunden ist, insbesondere wobei die eintreibende Welle einen radial hervorragenden Vorsprung aufweist, an dem der Balg schweißverbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine stoffschlüssige Verbindung und somit belastbare Verbindung zwischen Balg und Wellen verwendbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Außenring eines Lagers, insbesondere

Wälzlagers, insbesondere Kugellagers, in einem Flanschteil, insbesondere Lagerflansch, des Getriebes aufgenommen, wobei der Innenring des Lagers auf die eintreibende Welle aufgesteckt ist, wobei der Innenring gegen den an der eintreibenden Welle ausgeformten, radial

hervorragenden Vorsprung angestellt und/oder angedrückt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die eintreibende Welle am Flanschteil gelagert ist und außerdem die in das erste Ende der eintreibenden Welle eingesteckte Sonnenrad an Planetenrädern abgestützt ist und somit mittels des Dichtrings die Adapterwelle beim Einstecken in die eintreibende Welle zentriert wird. Insbesondere nach dem einstecken und kraftschlüssigen Verbinden der Motorwelle hat der Dichtring dann eine Kupplungsfunktion.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Lager vom Balg axial beabstandet. Von Vorteil ist dabei, dass der Dichtring im Bereich des Balgs angeordnet ist und somit ein axialer Abstand zum Lager vorhanden ist. Somit sind Querkräfte besser kompensierbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der vom Balg in axialer Richtung überdeckte Bereich den vom Dichtring in axialer Richtung überdeckten Bereich und den von den in axialer Richtung zwischen den beiden Stufen überdeckten Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass der Dichtring die Adapterwelle im Bereich des Balgs zentriert. Wichtig ist auch, dass die Längenkompensation in dem in axialer Richtung vom Balg überdeckten Bereich ausgeführt wird. Somit ist das Sonnenrad separiert von Längenveränderungen der

Motorwelle und Adapterwelle betreibbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der von der Adapterwelle in axialer Richtung überdeckte Bereich den von dem Balg in axialer Richtung überdeckten Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass bei Versagen des Dichtrings die Adapterwelle in die eintreibende Welle tief eingesteckt ist, insbesondere axial weiter als der Balg reicht. Somit ist in diesem Fehlerfall die Adapterwelle zumindest in der Stufenbohrung der eintreibenden Welle gehalten.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung berührt

der Dichtring

die Stufe der Adapterwelle,

die Stufe der eintreibenden Welle,

die Wand der Stufenbohrung in der eintreibenden Welle und

den zylindrischen Umfang der Adapterwelle. . Von Vorteil ist dabei, dass der Dichtring an vier Seiten begrenzt ist und den Raumbereich somit effektiv ausnutzt und gleichzeitig abdichtet. In Umfangsrichtung ist der den Dichtring aufnehmende Raumbereich umlaufend, also ohne Begrenzung ausgeführt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung berührt

der Dichtring

in axialer Richtung vorne die eintreibende Welle,

entgegen der axialen Richtung die Adapterwelle,

nach radial außen gerichtet die eintreibende Welle und

nach radial innengerichtet die Adapterwelle.

Von Vorteil ist dabei, dass der Dichtring an vier Seiten begrenzt ist und den Raumbereich somit effektiv ausnutzt und gleichzeitig abdichtet. In Umfangsrichtung ist der den Dichtring aufnehmende Raumbereich umlaufend, also ohne Begrenzung ausgeführt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Gehäuseteil des Adapters mit dem Flanschteil verbunden und mit einem Gehäuseteil des Getriebes, wobei das Gehäuseteil des Adapters zwischen dem Gehäuseteil des Getriebes und dem Flanschteil angeordnet ist, wobei das Gehäuseteil des Adapters den Klemmring radial umgibt. Von Vorteil ist dabei, dass der Adapter zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordnet ist. Somit sind Längenveränderungen zwischen Motor und Getriebe kompensierbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Klemmring einen axial durchgehenden Schlitz auf, insbesondere wobei eine Schraube durch den Schlitz durchgeführt ist, insbesondere wobei die vorzugsweise tangential gerichtet angeordnete Schraube den Klemmring derart zusammendrückt, dass der Schlitz verengt wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache kraftschlüssige Verbindung realisiert ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein als Einsteckritzel ausgeführtes Sonnenrad in die eintreibende Welle auf deren von der Adapterwelle axial abgewandten Seite eingesteckt und drehfest mit der eintreibenden Welle verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein schrägverzahntes Sonnenrad vorsehbar ist und trotzdem thermisch bedingte

Längenveränderungen der Motorwelle sich nicht auf die Umfangswinkellage der

abtreibenden Welle des Getriebes auswirken. der zwischen der Adapterwelle und der eintreibenden Welle angeordnete Dichtring den von der hohl ausgeführten Adapterwelle umgebenen Raumbereich zur eintreibenden Welle hin abdichtet, wobei aber dieser Raumbereich über einen zwischen Motorwelle und Adapterwelle vorhandenen Spalt verbunden ist mit dem den Balg aufnehmenden Raumbereich.

Von Vorteil ist dabei, dass der Dichtring zur Ausrichtung der Adapterwelle relativ zur eintreibenden Welle verwendet wird. Außerdem verhindert der Dichtring ein axiales

Anstoßen der Adapterwelle an der eintreibenden Welle.

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 der eintreibende Bereich eines von einem erfindungsgemäßen

Getriebemotor umfassten Getriebes mit Adapter angeschnitten in Schrägansicht dargestellt.

In der Figur 2 ist ein Längsschnitt durch den drehenden Teil der Figur 1 dargestellt.

In der Figur 3 ist eine zugehörige Schrägansicht dargestellt.

Wie in den Figuren gezeigt, weist der erfindungsgemäße Getriebemotor einen Adapter auf, welcher zwischen einem Getriebe und einem Elektromotor angeordnet ist.

In den Figuren ist dabei vom Elektromotor nur die Motorwelle 12, insbesondere also der Rotor, des Elektromotors dargestellt. Die Motorwelle 12 ist im Gehäuse des Elektromotors mittels zweier Lager gelagert. Vorzugsweise ist das dem Getriebe zugewandte Lager ein Loslager und das vom Getriebe weiter entfernt angeordnete Lager ein Festlager.

Die Motorwelle 12 ist in eine hohl ausgeführte Adapterwelle 8 des Adapters eingesteckt und kraftschlüssig verbunden. Hierzu ist auf die Adapterwelle 8 ein Klemmring 9 aufgesteckt, welcher mittels Betätigung der tangential ausgerichtet angeordneten Schraube 30 die Adapterwelle auf die eingesteckte Motorwelle 12 aufschrumpft. Hierzu weist die

Adapterwelle 5 einen axial gerichteten Schlitz auf.

Die eintreibende Welle 5 ist ebenfalls hohl ausgeführt und mittels eines Balgs 11 drehfest mit der Adapterwelle 8 verbunden. Der Balg 11 ist radial außerhalb der Adapterwelle 8 und auch radial außerhalb der eintreibenden Welle 5 angeordnet. Anders ausgedrückt, ist der von dem Balg 11 überdeckte Radialabstandsbereich radial außerhalb des von der

Adapterwelle 8 und von der eintreibenden Welle 5 gemeinsam überdeckten

Radialabstandsbereichs in dem vom Balg 11 in axialer Richtung überdeckten Bereich.

Die Adapterwelle 8 ist teilweise eingesteckt in die eintreibende Welle 5 des Getriebes.

Die eintreibende Welle 5 ist mittels eines im Flanschteil 2 aufgenommenen Lagers 3, insbesondere Wälzlagers, insbesondere Kugellagers, drehbar gelagert. Der Innenring des Lagers 3 ist auf die Welle 5 aufgesteckt und der Außenring des Lagers 5 im Flanschteil 2 aufgenommen.

Ein Wellendichtring 4 ist auf der axial vom Balg 11 abgewandten Seite des Lagers 3 im Flanschteil 2 aufgenommen und dichtet zur eintreibenden Welle 5 hin ab.

Der Balg 11 ist in axialer Richtung, insbesondere also in Richtung der Drehachse der Adapterwelle 8, zwischen einem an der Adapterwelle 8 ausgeformten Vorsprung 7 und einem an der eintreibenden Welle 5 ausgeformten Vorsprung 6 angeordnet. Dabei ist der Balg 11 mit seinem ersten axialen Endbereich an dem Vorsprung 7 und mit seinem anderen axialen Endbereich an dem Vorsprung 6 angeschweißt.

Vorzugsweise sind die Verbindungsflächen zwischen Balg 11 und den Vorsprüngen (6, 7) eben ausgeführt, wobei die Normalen der Ebenen jeweils die parallel zur axialen Richtung ausgerichtet sind.

Der von den Vorsprüngen (7, 6) jeweils überdeckte Radialabstandsbereich überlappt mit dem von dem Balg 11 überdeckten Radialabstandsbereich.

In dem von Balg 11 in axialer Richtung überdeckten Bereich weist die Adapterwelle 8 an ihrer radialen Außenseite eine Stufe auf und die eintreibende Welle 5 an ihrer radial gesehenen Innenseite eine Stufe auf.

Die beiden Stufen sind in axialer Richtung voneinander beabstandet, so dass ein Dichtring 10, insbesondere O-Ring, zwischen den Stufen angeordnet ist.

Die jeweilige radiale Ausdehnung der Stufen, insbesondere also der von der jeweiligen Stufe überdeckte Radialabstandsbereich, ist geringer als der Durchmesser des Querschnitts des Dichtrings in seinem entspannten Zustand und/oder als der von dem Dichtring überdeckte Radialabstandsbereich in seinem entspannten Zustand.

Somit wird beim Einschieben der Adapterwelle 8 in die eintreibende Welle 5 die

Adapterwelle 8 zur eintreibenden Welle 5 mittels des Dichtrings zentriert. Dies ist wichtig, weil die eintreibende Welle 5 nur den Innenring eines einzigen Lagers aufnimmt. Thermisch bedingte Längenveränderungen der Motorwelle 12 kompensiert der Balg 11.

An dem von der Motorwelle 12 abgewandten Endbereich der eintreibenden Welle 5 ist ein in den Figuren nicht gezeigtes als Einsteckritzel ausgeführtes Sonnenrad in die hohle Öffnung der Welle 5 eingesteckt und dabei drehfest und auch in axialer Richtung fest verbunden mit der eintreibenden Welle 5.

Vorzugsweise ist das Sonnenrad und auch die mit ihm im Eingriff befindlichen

Planetenräder schräg verzahnt, insbesondere so dass bei starrer Kopplung der

Adapterwelle 8 mit der eintreibenden Welle 5 die axialen thermisch bedingten

Längenveränderungen der Motorwelle 12 über die Schrägverzahnung an der abtreibenden Welle eine Positionierungenauigkeit der abtreibenden Welle bewirken.

Der Dichtring 10 bewirkt schon beim Einstecken der Adapterwelle 8 in die eintreibende Welle 5 eine Zentrierung der Adapterwelle 8 zur eintreibenden Welle 5. Außerdem begrenzt er das Einstecken, indem das weiter Fortsetzen des Einsteckens extrem ansteigende Kräfte erfordert. Durch diesen Kraftanstieg ist also das Einstecken begrenzt und/oder das Ende des Einsteckens erkennbar.

Vorzugsweise ist der den Dichtring 10 aufnehmende Raumbereich in axialer Richtung und in radialer Richtung derart klein, dass der Dichtring 10 sowohl die Stufe der Adapterwelle 8 als auch die Stufe der eintreibenden Welle 5 berührt und auch die Wand der Bohrung in der eintreibenden Welle 5 sowie den zylindrischen Umfang der Adapterwelle 8. Der Dichtring 10 berührt also sowohl in axialer Richtung vorne als hinten und radial außen und innen die beiden ihn begrenzenden Wellen (5, 8).

Der in axialer Richtung vom Dichtring 10 überdeckte Bereich ist von dem in axialer Richtung vom Balg 11 überdeckten Bereich umfasst.

Der Balg 11 ist in axialer Richtung beabstandet vom Lager 3, wobei der Innenring des Lagers 3 angedrückt und/oder angestellt ist an den an der eintreibenden Welle 5

ausgeformten Vorsprung 6. An der vom Lager 3 axial abgewandten Seite des Vorsprungs 6 ist der Balg 11 schweißverbunden. Der Außendurchmesser des Balgs 11 weist in axialer Richtung einen wellenförmigen Verlauf auf. Vorzugsweise ist die Wandstärke des Balgs 11 konstant ausgeführt. Insbesondere ist der Balg 11 aus einem Metallblech hergestellt.

Die Adapterwelle 8 ist axial von dem Lager 3 beabstandet. Der von der Adapterwelle 8 in axialer Richtung überdeckte Bereich ist von dem vom Lager 3 in axialer Richtung

überdeckten Bereich beabstandet.

Der von der Adapterwelle 8 in axialer Richtung überdeckte Bereich umfasst den von dem Lager 3 in axialer Richtung überdeckten Bereich.

Der von der eintreibenden Welle 5 in axialer Richtung überdeckte Bereich ist beabstandet von dem vom an der Adapterwelle 8 ausgeformten Vorsprung 7, an welchem der Balg 11 schweißverbunden ist.

Vorzugsweise ist das Lager mit Fett geschmiert.

Der als Wellendichtring ausgeführte Dichtring 4 dichtet den zumindest teilweise mit Öl befüllten Innenraumberiech des Getriebes ab. Somit ist der Balg 11 nicht von Öl umgeben sondern von Umgebungsluft. Vom Balg 11 zum Innenraum des antreibenden Motors ist keine Dichtung notwendig.

Der Dichtring 10 ist vorzugsweise als O-Ring ausgeführt und fungiert zur Zentrierung der Adapterwelle 8 innerhalb der eintreibenden Welle 5. Außerdem verhindert er ein Fressen zwischen der eintreibenden Welle 5 und der Adapterwelle 8. Der äußerst schmale Spalt zwischen der Adapterwelle 8 und der eintreibenden Welle 5 verhindert oder begrenzt einen Verkippungswinkel. Im Wesentlichen ist somit nur ein relatives Bewegen der Adapterwelle 8 gegen die eintreibende Welle 5 in axialer Richtung ermöglicht. Bezugszeichenliste

I Adaptergehäuseteil

2 Flanschteil

3 Lager, insbesondere Wälzlager, insbesondere Kugellager

4 Dichtring

5 eintreibende Welle

6 Vorsprung

7 Vorsprung

8 Adapterwelle

9 Klemmring

10 Dichtring

I I Balg

12 Motorwelle, insbesondere Rotor des das Getriebe antreibenden Elektromotors

30 Schraube