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    关 键 词:
    电动机 中的 支承 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201480038428.3

    申请日:

    2014.06.24

    公开号:

    CN105378313A

    公开日:

    2016.03.02

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):F16C 35/063申请日:20140624|||公开
    IPC分类号: F16C35/063; H02K5/08; H02K5/173; H02K7/08 主分类号: F16C35/063
    申请人: 舍弗勒技术股份两合公司
    发明人: 弗里德里?!な胬? 斯特凡·林特纳; 延斯·舍费尔
    地址: 德国黑措根奥拉赫
    优先权: 102013212933.5 2013.07.03 DE
    专利代理机构: 北京集佳知识产权代理有限公司11227 代理人: 张春水; 丁永凡
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201480038428.3

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2016.03.30|||2016.03.02

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种在尤其设作为电凸轮轴调节器的伺服电动机的电动机(1)中的支承装置,所述支承装置包括:罐状的由金属构成的第一壳体部分(3);以塑料构成的、封闭第一壳体部分(3)的第二壳体部分(4);第一滚动轴承(5),所述第一滚动轴承保持在第一壳体部分(3)中;第二滚动轴承(6),所述第二滚动轴承装入到第二壳体部分(4)中;借助于滚动轴承(5,6)支承的轴(7),其中滚动轴承(5,6)中的一个构成为固定轴承并且在所述滚动轴承(5,6)的内环(21,35)和轴(7)之间形成传递力的接触面(25),所述接触面小于内环(21,35)的内部的侧面。

    权利要求书

    1.一种在尤其设作为电凸轮轴调节器的伺服电动机的电动机(1)
    中的支承装置,所述支承装置包括:
    -罐状的由金属构成的第一壳体部分(3);
    -由塑料构成的、封闭所述第一壳体部分(3)的第二壳体部分(4);
    -第一滚动轴承(5),所述第一滚动轴承保持在所述第一壳体部分
    (3)中;
    -第二滚动轴承(6),所述第二滚动轴承装入到所述第二壳体部分
    (4)中;
    -借助于所述滚动轴承(5,6)支承的轴(7);
    -其中所述滚动轴承中的一个(5)构成为固定轴承,
    其特征在于,在所述轴(7)和所述滚动轴承(5)的内环(21)之
    间形成传递力的接触面(25),所述接触面小于所述内环(21)的内部
    的侧面,并且所述滚动轴承(5)构成为敞开的、由工作介质润滑的轴
    承,而所述第二滚动轴承(6)构成为密封的、在使用寿命期间由油脂
    润滑的轴承。
    2.根据权利要求1所述的支承装置,其特征在于,所述轴(7)的
    收缩部(26)连接于所述接触面(25)。
    3.根据权利要求2所述的支承装置,其特征在于,所述收缩部(26)
    轴向地设置在所述接触面(25)的第一部段(27)和第二部段(28)之
    间。
    4.根据权利要求1所述的支承装置,其特征在于,所述接触面(25)
    通过至少一个位于所述轴(7)上的、接触所述内环(21,35)的、与
    所述轴(7)一件式地构成的接片形成。
    5.根据权利要求1至4中任一项所述的支承装置,其特征在于,所
    述第一滚动轴承(5)构成为固定轴承。
    6.根据权利要求5所述的支承装置,其特征在于,所述第一滚动
    轴承(5)具有外环(22),所述外环装入到所述壳体部分(3)的、对
    所述第一壳体部分(3)的端侧的壁部(31)向内限界的容纳部段(30)
    中。
    7.根据权利要求6所述的支承装置,其特征在于,所述容纳部段
    (30)锥形地或多边形地成形或者是台阶状的。
    8.根据权利要求6或7所述的支承装置,其特征在于,所述外环(22)
    与所述第一壳体部分(3)的所述容纳部段(30)压配合。
    9.根据权利要求1至4中任一项所述的支承装置,其特征在于,所
    述第二滚动轴承(6)构成为固定轴承。
    10.根据权利要求1至9中任一项所述的支承装置,其特征在于,
    在敞开的滚动轴承(5)的、朝向所述电动机的壳体的内部空间的一侧
    上存在轴密封件。

    说明书

    电动机中的支承装置

    技术领域

    本发明涉及一种在电动机中的根据权利要求1的前序部分构成的、
    包括两个滚动轴承的支承装置,其中电动机的至少一个壳体部分由塑料
    制成。

    背景技术

    这种支承装置例如在DE102011080265A1中公开。在此是下述支
    承装置,所述支承装置在电凸轮轴调节器的电动机中使用。电动机具有
    壳体,所述壳体由塑料和金属部分组成。

    具有由塑料构成的壳体部分、即轴承盖的电动机例如从DE102005
    051245A1中已知。在前部的和后部的轴承盖中,在此分别保持用于支
    承电动机的轴的滚动轴承。电动机能够是电动手持式工具机的组成部
    分。

    具有至少一个由塑料构成的壳体部分的其他的电动机例如从EP0
    176839A1中已知。用于支承转子轴的轴承座在此一起喷射到电动机壳
    体上。支承件本身构成为滑动轴承。

    例如从DE19524953A1中已知下述电动机,所述电动机的轴承部
    分地构成为滚动轴承并且部分地构成为滑动轴承。所述电动机也具有由
    塑料构成的壳体。

    电动机在内燃机的凸轮轴调节器中的应用例如从DE102004062
    037A1中已知。电动机在此用作为调节传动装置的伺服驱动装置,所述
    调节传动装置构成为三轴传动装置。

    其他的作用为凸轮轴调节器的伺服电动机的电动机例如从US
    8,220,426B2中已知。所述电动机的转子借助于两个滚动轴承、即滚珠
    轴承支承。

    在滚动支承件中,内环和轴之间的连接能够以不同的方式构成,其
    中不必要提供轴承的内环和所支承的轴之间的整面的接触。在轴承环和
    轴之间仅具有部分接触的支承件例如从US4,792,244A中以及从DD
    93065A1中已知。

    发明内容

    本发明基于下述目的,提出一种电动机的尤其适合用于电凸轮轴调
    节器的支承装置,所述支承装置与现有技术相比特点在于:在制造耗费
    和运行参数、尤其轴承的负荷的可复现性之间的尤其有利的关系。

    所述目的根据本发明通过具有权利要求1的特征的支承装置来实
    现。支承装置包括两个滚动轴承、例如滚珠轴承,并且用于支承电动机
    中的轴。优选地,电动机为内燃机的电凸轮轴调节器的伺服电动机。电
    动机例如构成为无刷的、换向的电动机。

    电动机的容纳有两个滚动轴承的壳体由罐状的由金属构成的第一
    壳体部分和与所述第一壳体部分连接的由塑料构成的第二壳体部分组
    成。电动机优选构成为内部转子。替选地,也考虑电动机作为外部转子
    的构造方案;在该情况下,由金属或塑料构成的两个壳体部分为电动机
    的旋转的部件。

    在任何情况下,滚动轴承中的一个构成为固定轴承,并且另一个滚
    动轴承构成为浮动轴承。在作用为固定轴承的滚动轴承的内环和轴之间
    形成传递力的接触面。根据本发明,所述接触面与压紧到柱形的轴上的
    内环相比具有减小的尺寸。因此,传递力的接触面小于内环的内部的侧
    面以及小于轴的侧面的径向地位于所述侧面之内的面部段。

    接触面与传统的支承装置相比的减小一方面能够通过下述方式实
    现:轴在所述轴由滚动轴承的内环包围的区域的一部分中具有减小的直
    径进而在所述子区域中不用于轴和内环之间的力传递。轴的有针对性地
    不用作为接触面的子区域在此优选构成为槽、也构成为收缩部,所述槽
    在两侧从内环伸出。因此,内环仅在其端面附近压紧到轴上。在内环的
    其中滚动体滚动的中间区域中,相反地,没有直接的径向力从轴作用到
    内环上。内环通过压紧到轴上而导致的扩宽因此与根据现有技术的解决
    方案相比被最小化。由此,在轴承几何形状方面、尤其在轴承间隙方面
    的所有变化也最小化。

    在轴和滚动轴承的内环之间的接触面与传统的支承装置相比的减
    小另一方面也能够通过轴上的突出部、尤其接片来实现,所述突出部提
    供接触面。在任何情况下,在内环和轴之间形成的整个接触面在有利的
    设计方案中不大于内环的内部的侧面的、即在连续柱形的轴中作为接触
    面提供的面的60%、尤其不大于50%。

    作用为固定轴承的滚动轴承原则上能够要么在由塑料构成的壳体
    部分中、要么在由金属构成的壳体部分中保持。在后一种情况下,设作
    为固定轴承的滚动轴承的外环例如压入到由金属构成的壳体部分的容
    纳部段中。容纳部段在此是由金属构成的壳体部分的端侧的壁部的径向
    内部的限界并且能够柱形地、轻微锥形地或台阶状地成形。替选地,由
    金属构成的壳体部分的基本上套筒状的容纳部段能够多边形地构成。

    在全部情况下,通过外环的以及容纳部段的几何形状以优选的构型
    确保,外环在装入到壳体中时至多最小化地成型。在此,甚至能够在壳
    体部分中设置外环的小的间隙。只要外环在安装时处于最终位置,那么
    所述外环能够通过冲压配合而固定。对此,少量的压印点是足够的。以
    所述方式确保,在外环上在安装支承装置时也不出现力作用,所述力作
    用引起滚动支承件的几何参数的明显的变化,尤其引起轴承间隙的变
    化。

    轴的输出装置优选设置在由金属构成的壳体部分的端侧上。处于该
    侧上的、优选作用为固定轴承的滚动轴承不被密封。轴密封件优选处于
    所述滚动轴承的朝向壳体的内部空间的一侧上。与容纳在由金属构成的
    壳体部分中的滚动轴承不同地,装入、尤其喷入到由塑料构成的壳体部
    分中的第二滚动轴承是在两侧密封的滚动轴承。因此,第一滚动轴承构
    成为敞开的、由工作介质、尤其油润滑的轴承并且第二轴承构成为密封
    的、在使用寿命期间由油脂润滑的轴承。

    电动机的壳体整体上优选借助于安置在由金属构成的壳体部分上
    的固定元件与周围构件连接,尤其拧紧。

    本发明的优点尤其在于,轴以及两个支承所述轴的滚动轴承在没有
    附加的装配零件、例如固定环的情况下以紧凑的、合理的并且同时可以
    小的生产公差制造的装置固定在电动机的壳体中。每个滚动轴承具有轴
    承游隙,所述轴承游隙在安装支承装置时不明显变化。同时,通过支承
    装置能够可靠地传递所有出现的力矩和力。

    附图说明

    下面根据附图详细阐述本发明的实施例。其中示出:

    图1示出电动机的分解图,

    图2示出根据图1的电动机的驱动侧的俯视图,

    图3示出电动机的剖面图(见图2的剖面线“A-A”),

    图4示出电动机的细节“X”(见图3),即第一滚动支承件,

    图5示出电动机的细节“Y”(见图3),即第二滚动支承件。

    具体实施方式

    在图1至5中示出整体上用附图标记1表示的电动机,即换向的电
    动机,所述电动机是内燃机的没有进一步示出的凸轮轴调节器的一部
    分。关于这种凸轮轴调节器的原理功能,例如参照在开始提到的文件
    DE102004062037A1以及US8,220,426B2。

    电动机1具有壳体2,所述壳体由两个壳体部分3、4组成,即罐状
    的由金属制成的第一壳体部分3和由塑料构成的第二壳体部分4。在壳
    体2中,借助于第一滚动轴承5和第二滚动轴承6支承轴7。在此,如
    在下文中还更详细阐述的那样,第一滚动轴承5容纳在第一壳体部分3
    中并且第二滚动轴承6容纳在第二壳体部分4中。两个滚动轴承5、6
    构成为滚珠轴承。

    轴7在第一端侧S1上从壳体2——更确切地说从金属的第一壳体部
    分3——伸出并且在那里抗扭地与驱动元件8连接。通过驱动元件8,
    能够调节未示出的三轴传动装置、例如轴传动装置、斜板传动装置、偏
    心轮传动装置的控制盘或调节轴,所述三轴传动装置用于凸轮轴相对于
    内燃机的曲轴的相位调节。只要凸轮轴和曲轴之间的相位关系不改变,
    那么驱动元件8和轴7以凸轮轴转速转动。通过电动机1操作的三轴传
    动装置为高变速比的传动装置。驱动元件8相对于凸轮轴以特定的角度
    的转动因此引起曲轴和凸轮轴之间的相位关系以小多倍的角度变化。

    电动机1通过轴密封环10朝向壳体2的内部空间密封。轴密封环
    10在此节约空间地位于第一滚动轴承5的朝向壳体2的内部空间的一侧
    上。此外,在壳体2的内部空间中存在与轴7固定地连接的转子11,所
    述转子承载多个永磁体12。电动机1构成为永磁体励磁的同步电动机。
    与永磁体12共同作用的定子线圈13与由塑料构成的壳体部分4固定地
    连接。同样地,相关的定子板14容纳在第二壳体部分4中,尤其喷入
    到所述第二壳体部分中。对于要求的电接触,第二壳体部分4具有插头
    15。

    朝向电动机1的背离金属的壳体部分3的第二端侧S2,在第二壳体
    部分4中装有电路板16,所述电路板由盖17封闭。在电路板16上存在
    磁场传感器18,借助所述磁场传感器来探测轴7的角度位置,以及存在
    温度传感器19。整个电动机1借助于壳体法兰20在没有示出的周围构
    件上、例如在气缸盖上固定,所述壳体法兰处于第一壳体部分3上,其
    中包围第一壳体部分3的密封件9贴靠在壳体法兰20以及气缸盖上。
    相反地,第二壳体部分4与周围构件不直接机械地连接。

    在包括滚动轴承5、6的支承装置之内,第一滚动轴承5设作为固
    定轴承并且第二滚动轴承6设作为浮动轴承。关于第一滚动轴承5与轴
    7的连接以及所述滚动轴承5装入到第一壳体部分3中,在下文中也参
    照图4。

    第一滚动轴承5以本身已知的方式具有内环21和外环22,滚动体
    23、即滚珠在所述内环和外环之间滚动。滚珠23通过保持架24引导。
    内环21通过挤压配合借助相比于传统的装置减小的接触面25保持在轴
    7上。为了减小接触面25,轴7具有收缩部26,所述收缩部居中地位于
    内环21的端侧之间。接触面25因此仅由第一部段27和第二部段28组
    成,其中接触面25的两个分别环形的部段27、28共同至多地占用内环
    21的宽度的一半并且空出内环21的中间区域,在所述中间区域中存在
    用于滚动体23的滚动面29。以所述方式,仅在轴向地与滚动面29间隔
    开的区域中,即在接触面25的部段27、28上,在轴7和内环21之间
    传递径向力。

    第一滚动轴承5的外环22保持在套筒形的容纳部段30中,所述容
    纳部段作为第一壳体部分3的一部分连接于第一壳体部分3的置于第一
    端侧S1上、基本上盘状的壁部31。朝向壳体2的内部空间,容纳部段
    30具有径向指向内的凸肩32,外环22贴靠在所述凸肩上进而沿轴向方
    向支撑。在连接于凸肩32时,容纳部段30呈渐缩的套筒部段33的形
    式延续,在所述套筒部段中容纳轴密封环10。

    外环22以仅最小的挤压或甚至以一些间隙装入到容纳部段30中。
    为了避免外环22的旋转和其沿轴向方向向外的移位,在壁部31和容纳
    部段30之间的过渡部上形成压配合点34,所述压配合点将外环22固定
    在第一壳体部分3中。整体上,通过内环21与轴7的连接以及外环22
    与第一壳体部分3的连接的类型,第一滚动轴承5的取决于安装的变形
    保持得小,使得轴承参数、尤其径向的轴承间隙的明显的变化即使在工
    业的批量生产中也可靠地排除。

    图5详细地示出作用为浮动轴承的第二滚动轴承6在壳体2中的设
    置。与第一滚动轴承5相似地,第二滚动轴承6也具有内环35、外环
    36以及作为滚动体37的滚珠。与第一滚动轴承5不同地,第二滚动轴
    承6在两侧通过各一个密封件38、39密封。在内环35和轴7之间不存
    在力配合,使得在该部位处,轴7和第二滚动轴承6之间的至少轻微的、
    尤其取决于温度的轴向移动是可能的。外环36喷入到由塑料构成的第
    二壳体部分4中。因此,所述轴承环36被固定防止轴向移动和在第二
    壳体部分4中的转动。

    附图标记列表:

    1电动机

    2壳体

    3金属的壳体部分

    4由塑料构成的壳体部分

    5第一滚动轴承

    6第二滚动轴承

    7轴

    8驱动元件

    9密封件

    10轴密封环

    11转子

    12永磁体

    13定子线圈

    14定子板

    15插头

    16电路板

    17盖

    18磁场传感器

    19温度传感器

    20壳体法兰

    21内环

    22外环

    23滚动体

    24保持架

    25接触面

    26收缩部

    27第一部段

    28第二部段

    29滚动面

    30容纳部段

    31壁部

    32凸肩

    33套筒部段

    34压配合点

    35内环

    36外环

    37滚动体

    38密封件

    39密封件

    S1第一端侧

    S2第二端侧

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