CN101351945A - 转子以及包含这种转子的电机 - Google Patents
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Abstract
电机(12)的转子(10)，具有至少一个构造成空心圆柱形的第一永久磁体(20)和传感器磁体组件(22)，所述第一永久磁体具有轴向的接触面(76)，所述接触面与至少一个保持元件(24，25)共同作用，其中所述第一永久磁体(20)和传感器磁体组件(22)共同轴向地保持在两个保持元件(24，25)之间。
Description
技术领域
本发明涉及按独立权利要求前序部分所述的一种转子以及一种包含这种转子的电机。
背景技术
以德国专利申请DE 10 200 40 177 16公开了一种具有转子的电机，其中构造成空心圆柱体的啮合电磁体固定在电枢轴上。在此，该啮合电磁体具有轴向的接触面，所述接触面与两个保持元件的相对应的轴向的夹紧面共同作用，所述保持元件固定在转子上。为了使啮合电磁体的径向膨胀成为可能，夹紧面具有径向延伸的槽。传感器磁体额外地借助于单独的支架固定在转子上。这样单独地装配啮合电磁体和传感器磁体在制造中是比较消耗部件和工艺的。
发明内容
按本发明的具有独立权利要求所述特征的装置具有这样的优点，即通过在两个保持元件之间共同地保持第一永久磁体和传感器磁体组件显著减少在固定传感器磁体和啮合电磁体时的装配耗费和部件耗费。此外，该传感器组件可以轴向更近地固定在啮合电磁体上，由此减小了轴向的结构空间。通过在两个保持元件之间共同地装入啮合电磁体与传感器组件，可以有利地影响涉及的部件的公差链。
通过在从属权利要求中提出的措施，获得在权利要求1中说明的特征的优选的拓展方案和改进方案。如果第一永久磁体和传感器组件借助于弹性的元件夹紧在两个保持元件之间，那么可以例如通过温度作用使永久磁体轴向变形，而不需要将该永久磁体从其保持中松开。同时，弹性的轴向支承也使永久磁体的径向膨胀成为可能。在此，弹簧元件可以构造成一个或者多个单独的弹性的弹簧环或者构造成保持元件的集成的组成部分。
有利的是将保持元件构造成布置在电枢轴上的衬套，该衬套具有环形的轴向的凸肩用于接触永久磁体和传感器磁体组件，永久磁体和传感器磁体组件直接或者间接地靠在该凸肩上。
在一种优选的实施方式中，永久磁体构造成电动换向马达或者发电机的啮合电磁体，该啮合电磁体例如由烧结材料或者树脂粘结(kunststoffgebunden)材料制成。在此，永久磁体可以一件式地构成或者由多个部分组成。
如果传感器组件为了固定至少一个环形磁体具有支撑体环，那么该支撑体环与永久磁体一起可靠地轴向夹紧在保持元件之间并且同时提供环形磁体具体布置和定向的大的灵活性。
如此，支撑体环可以例如构造成扁平的盘，在该盘上磁道布置在轴向的表面上。该实施方式适用于与轴向布置的磁性传感器相互作用，该磁性传感器的对磁场敏感的表面横向于电枢轴延伸。在作为替代方案的实施方式中，支撑体环构造成圆柱形的衬套，在该支撑体环的圆柱形套壁上固定磁道用于与径向布置的磁性传感器相互作用。
支撑体环在其径向内部的区域内在两个轴向侧面上具有接触面，以该接触面将支撑体环轴向地夹紧在两个保持元件之间。通过这样的传感器磁体固定，环形磁体不受机械载荷并且具有足够的自由空间进行热膨胀。
如果在永久磁体和传感器组件之间布置间隔垫块，那么可以预先给定传感器磁体和啮合电磁体之间固定的间距，由此，将定子的轴向超出啮合电磁体的绕组头和电绕组的相应的错接元件进行桥接。
通过将间隔部件做成间隔管，可以将该间隔管直接或者借助于垫圈夹紧在永久磁体的相应接触面和支撑体环的相应接触面之间，由此显著简化两个磁体的装配。
由于对压力敏感的永久磁体的弹性的轴向的支承，保持元件可以借助于常规的固定方法不可旋转地以及不可移动地固定在电枢轴上。此外，借助于卡环、弹簧部件、焊接、粘贴或者塑性的材料成型来进行固定也是特别适合的。
优选地将转子装入EC电机中，其中永久磁体通过定子的电换向的磁场置于旋转中。同时在EC马达上布置磁性传感器，该磁性传感器与传感器磁体组件共同作用，从而检测转子的旋转位置用于定子线圈的换向。
通过按本发明的制造方法，可以将多个部件在一个装配过程中共同地固定在转子轴上。通过取消用于传感器磁体组件的单独的保持元件的装配，可以减少部件的数量以及装配成本。
附图说明
在附图中示出了按本发明装置的不同的实施例，并且在下面的说明中进行详细解释。其中：
图1是按本发明的电机的剖面图；以及
图2是按本发明的转子的另一个实施例的剖面图。
具体实施方式
在图1中示出了电机12，在该电机中转子10借助于滑动轴承或者球轴承14支承在没有详细示出的壳体16中。该转子10包括转子轴18，第一永久磁体20和传感器磁体组件22一起借助于两个保持元件24，25支承在该转子轴18上。永久磁体20在本实施例中构造成一件式的空心圆柱体21，该空心圆柱体21例如由烧结材料或者树脂粘结材料制成，并且尤其包含铁和/或稀土元素，优选包含NdFeB。保持元件24，25构造成衬套状的，并且借助于转子轴18的材料成型部位86固定在该转子轴18上。塑性的材料成型部位例如构造成滚压槽88。第一保持元件24具有第一弹簧元件26，该第一弹簧元件布置在第一保持元件24的轴向的突起28上。该弹簧元件26在这里构造成盘簧30，该盘簧30可以沿轴向32变形。间隔衬套35作为间隔部件34轴向邻近第一永久磁体20布置，该间隔衬套确定了到传感器磁体组件22的可预先给定的间距。传感器磁体组件22具有环形的支撑体36，该支撑体在其径向内部的区域上具有两个止挡面38和40，以所述止挡面将支撑体36轴向夹紧在两个保持元件24，25之间。在此，第二保持元件25具有第二弹簧元件27，该第二弹簧元件27靠在支撑体36的轴向的第二止挡面40上。间隔部件34以轴向的第一端部42支撑在第一永久磁体20上并且以轴向的第二端部44支撑在第一止挡面38上。磁性接地元件48作为转子主体46布置在第一永久磁体20内部，从而增强永久磁体20的磁通量。在此，转子主体46沿间隔部件34延伸。环形的支撑体36构造成扁平的盘50，在该盘50的轴向的第一表面38上轴向地布置两个环形磁体52。这两个环形磁体52的两个单独的磁道56，该磁道可以分别单独地与电动机12相应的磁性的传感器54共同作用。磁道56构造成具有不同半径的同心的环形磁体52。磁性传感器54的磁性传感的表面到磁道56以微小的轴向间距几乎垂直于转子轴18进行定向。通过相应磁化的磁道56可以检测转子10的旋转位置和旋转方向。旋转位置检测装置58用于布置在定子60上的电绕组62的电换向和/或借助于电动机12驱动的部件的位置检测。在转子轴18上构造正齿轮齿部66作为从动元件64，该正齿轮齿部66啮合到没有示出的相对应的传动部件中。
在图2中示出了转子10的另一个实施例，其中环形的支撑体36构造成具有外圆柱形套壁70的衬套68。在该圆柱形壁70的外圆周上再次布置环形磁体52作为单个的磁道56。该环形磁体52与磁性传感器54共同作用，该磁性传感器径向于衬套状的支撑体36进行布置。在此，磁性传感器54的传感的表面切向于转子轴18进行布置。在这两个实施例中也可以轴向并排地布置多个磁道56，这些磁道与多个相对应的磁性传感器54共同作用。在转子轴18上构造螺杆齿部72作为从动元件64，该螺杆齿部可以将驱动力矩传递到相应的调整机构上。在此，转子轴18例如以拱形的端部74靠在壳体16上。第一永久磁体20、间隔部件34和传感器磁体组件22再次共同地轴向夹紧在两个保持元件24和25之间。在此，间隔部件34直接布置在转子轴18上。在此，只有第二保持元件25具有一个唯一的第二弹簧元件27，该第二弹簧元件产生轴向的压紧力。永久磁体20在其接触面76上具有由较软的材料制成的涂层79作为保持元件24的相应的对应接触面78。接触面76构造成环形的并且在这里直接靠在环形的对应接触面78上。保持元件24具有例如构造成径向的沟槽82的轮廓80，由此永久磁体20径向可运动地支承在确定的边界中。在该实施例中两个保持元件24，25借助于卡环84轴向固定在轴上。
为了装配按本发明的转子10，例如将第一保持元件24借助于塑性的材料成型部位86固定在转子轴18上。由此，第一弹簧元件26轴向靠在第一保持元件24的对应接触面78上。然后，将转子主体46选择性地推到转子轴18上并且推到轴向的突起28上。现在将第一永久磁体20推到转子轴18上，直到该永久磁体靠在第一弹簧元件26上。然后将间隔部件34推到转子轴18上。随后将传感器磁体组件22的环形的支撑体36轴向装配到转子轴18上，并且然后借助于第二保持元件25的第二弹簧元件27轴向地朝第一保持元件24以可预先给定的压紧力压紧。随后将第二保持元件25，优选地同样借助于材料成型部位86轴向地固定在转子轴18上，由此三个部件20，34，36在装配过程中轴向弹性地支承在两个保持元件24和25之间。随后将转子10装配到电动机12的壳体16中，并且将磁性传感器54相应地对置于磁道56进行定位。
需要补充说明的是，鉴于在附图中和在说明书中示出的实施例可以有各个特征相互间多样的组合可能性。例如可以改变具有弹簧元件26，27的保持元件24，25和其在转子轴18上的固定的具体设计方案。例如弹簧元件26，27可以是保持元件24，25的集成的组成部分。此外，可以在永久磁体20、间隔部件34和传感器磁体组件22之间布置另外的垫圈。同样可以将接触面76和对应接触面78以及另外的中间面的表面进行涂层或者轮廓化，从而相应地匹配摩擦特性。同样可以根据要求改变永久磁体20、环形磁体52以及环形的支撑体36和间隔衬套34和涂层所使用的材料。按本发明的转子10优选地用于EC马达，这种EC马达用于调节汽车中可运动的部件。
Claims (12)
1.电机(12)的转子(10)，所述转子具有至少一个构造成空心圆柱形的第一永久磁体(20)和传感器磁体组件(22)，所述第一永久磁体具有轴向的接触面(76)，所述接触面与至少一个保持元件(24，25)共同作用，其特征在于，所述第一永久磁体(20)和所述传感器磁体组件(22)共同轴向地保持在两个保持元件(24，25)之间。
2.按权利要求1所述的转子(10)，其特征在于，所述两个保持元件(24，25)共同具有至少一个弹簧元件(26，27)，尤其是盘簧(30)，所述弹簧元件轴向朝着两个保持元件(24，25)弹性地夹紧第一永久磁体(20)和传感器磁体组件(22)。
3.按权利要求1或2所述的转子(10)，其特征在于，所述保持元件(24，25)构造成具有轴向的凸肩(78)的衬套(23)，所述第一永久磁体(20)和传感器磁体组件(22)轴向地支撑在所述凸肩上。
4.按上述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述第一永久磁体(20)是EC马达或者EC发电机的啮合电磁体。
5.按上述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述传感器磁体组件(22)具有环形的支撑体(36)，在所述支撑体上固定至少一个环形磁体(52)。
6.按上述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述传感器磁体组件(22)具有多于一个的环形的磁道(56)，所述磁道可以用轴向或者径向布置的磁性传感器(54)进行检测。
7.按上述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述支撑体(36)具有两个轴向的接触面(38，40)，所述两个保持元件(24，25)将轴向力施加到所述接触面上。
8.按上述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，在所述第一永久磁体(20)和传感器磁体组件(22)之间布置间隔部件(34)。
9.按上述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，所述间隔部件(34)构造成间隔管(35)并且以一个轴向侧面(44)朝传感器磁体组件(22)的支撑体(36)挤压并且以其另一个轴向侧面(42)朝永久磁体(20)挤压。
10.按上述权利要求中任一项所述的转子(10)，其特征在于，借助于卡环(84)、弹簧部件、激光焊接、粘贴、材料成型或者热压配合将所述保持元件(24，25)不可旋转地固定在转子轴(18)上。
11.具有按上述权利要求中任一项所述的转子(10)的电机(12)，其特征在于，所述第一永久磁体(20)与环绕转子(10)的、在定子(60)中电换向的磁场共同作用，并且所述传感器组件(22)与至少一个径向或者轴向于该传感器组件(22)布置的磁性传感器(72)共同作用。
12.用于制造按上述权利要求中任一项所述的转子(10)的方法，其特征在于以下步骤：
-将保持元件(24)轴向固定在转子轴(18)上；
-然后将空心圆柱形的永久磁体(22)轴向推到转子轴(18)上；
-然后将间隔部件(34)轴向推到转子轴(18)上；
-然后将具有环形的支撑体(36)的传感器磁体组件(20)推到转子轴(18)上；
-然后将第二保持元件(25)推到转子轴(18)上并且弹性地朝第一保持元件(24)以可预先给定的压紧力进行压紧；
-然后将第二保持元件(25)轴向固定在转子轴(18)上。
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