CN102021700B - 摩擦电机芯轴 - Google Patents
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Abstract
摩擦电机芯轴，具有：用于支承芯轴(3)的轴承单元(4)，该轴承单元包括两个在轴向上彼此相距的滚动轴承(5)；用于直接驱动芯轴(3)的电动机(2)，该电动机没有自身的支承部；以及与芯轴(3)抗扭连接的、形成传动带传动装置的一部分的传动件(7)。其中，电动机(2)与轴承单元(4)直接相邻。
Description
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的、适合于在摩擦错误扭转总成(Friktionsfalschdrallaggregat)中使用的摩擦电机芯轴。
背景技术
依据分类的摩擦电机芯轴由EP 0828872B 1有所公开，其中，尤其参阅所称文献的图14和15。该文献中所公开的摩擦错误扭转总成包括三个具有各一个电直接传动装置的摩擦电机芯轴。为使三个芯轴同步，每个芯轴除了电直接传动装置以外还具有圆柱齿轮，其中，齿形皮带处于三个圆柱齿轮上。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种适用于摩擦错误扭转总成的、具有电直接传动装置的电芯轴，该电芯轴在结构紧凑、便于加工的情况下，以特别有利的机械特性尤其是振动特性而著称。
该目的依据本发明通过一种具有权利要求1所述特征的摩擦电机芯轴得以实现。摩擦电机芯轴包括用于支承芯轴(即摩擦芯轴)的轴承单元，该轴承单元包括两个轴向彼此相距开的滚动轴承，以及该摩擦电机芯轴包括用于直接驱动芯轴的、没有自身支承部的电动机。与芯轴抗扭连接的是传动件，该传动件被设置为传动带传动装置(Umschlingungsgetriebe)的一部分，其中，电动机与轴承单元直接相邻。
依据第一方案，电动机轴向布置在传动件与轴承单元之间。依据第二方案，电动机布置在轴承单元的远离传动件的侧上。
与由EP 0828872B1所公开的布置相反，因此在每种方案中，在依据本发明的电芯轴上，电动机都与轴承单元特别近地布置，其中，依据第一方案，与尤其是传动带传动装置的传动件相比，例如与齿形皮带盘、齿轮或者以摩擦配合的方式工作的传动件相比，电动机与轴承单元更近地布置。在两种方案中已表明的是，振动以特别小的程度引入到芯轴中，其中，几乎达到了布置在轴承单元的滚动轴承之间的电动机中会出现的理论上再次得到改善的振动性能。但是，与理论上仍可以优化的振动性能相比，明显更为重要的是如下事实，即，电动机布置在轴承单元的外面，例如轴承单元的下面或者上面，并且因此给出了一种便于安装的结构。轴承单元优选是具有两个轴向彼此相对地预张紧的轴承(尤其是球轴承)的预安装的结构单元。
依据可与两种方案(涉及电动机相对于轴承单元以及传动件的布置)组合的第一实施方式，电动机作为外转子构成，其中，优选的是，该电动机的转子在径向上突出于轴承单元。该实施方式以电直接传动装置的高转矩而著称。在特别优选的构成形式中，在电动机的定子与转子之间形成的气隙径向布置在轴承单元的外滚动体滚道的外面。概念“轴向”和“径向”始终与电动机的旋转轴线并因此与整个摩擦电机芯轴的旋转轴线相关。
依据同样可与两种方案(涉及电动机的布置)相组合的第二实施方式，电动机作为内转子构成。在这种情况下，在电动机的外周边上不存在旋转的部分。
无论是在作为内转子的实施方式中，还是在作为外转子的实施方式中，均可以考虑将不同类型的电动机用于驱动芯轴：在同步电动机的情况下，尤其适用的是装备有永磁铁的电动机，其中，永磁铁优选布置在转子上，而定子则具有可通流的线圈。
摩擦电机芯轴的同步电动机可以要么作为交流电动机，要么作为直流电动机构成。此外，可以作为可能的电动机结构类型的还有异步电动机以及电子换向的直流电动机。
特别是鲁棒性(即使在恶劣环境条件下)和制造成本方面，具有优点的是，可作为摩擦电机芯轴的传动装置使用的磁阻电动机(Reluktanzmotor)，尤其是所连接的磁阻电动机或者磁阻步进电动机。这种电动机没有磁铁。尤其是作为步进电动机构成的磁阻电动机仅需要简单地构造的电动机控制电子装置。磁阻电动机的与永磁铁励磁的同步电动机相比更小的转矩密度在许多应用情况下已足够。
电动机的转子或者电动机转子的部件可以与芯轴单件式地构成。转子例如同样可以通过压紧连接部或者粘贴连接部与芯轴抗扭连接。
根据电动机结构类型和所期望的控制特性，电直接传动装置，也就是无传动机构的电传动装置，可以具有无传感器的矢量调节、U/f控制或者关于安装在电动机上或者装入到该电动机内的旋转角位置发送器的调节。
附图说明
下面借助附图对本发明的三个实施例进行详细说明。其中：
图1示出具有作为外转子构成的电直接传动装置的摩擦电机芯轴，
图2示出具有作为内转子构成的电直接传动装置的摩擦电机芯轴，
图3示出具有作为内转子构成的电直接传动装置的另一摩擦电机芯轴。
具体实施方式
彼此相应或者作用相同的部分在所有附图中均采用相同的附图标 记来标注。下面的实施形式只要未提及其他就涉及所有实施方式。
整体采用附图标记1标注的摩擦电机芯轴用于装入到摩擦错误扭转总成中，在其基本功能方面参阅开头所称的现有技术以及DE 102005023928A1。
摩擦电机芯轴1包括电动机2，该电动机用于直接驱动芯轴3，该芯轴承载未示出的摩擦盘。对芯轴3以及电动机2的支承借助轴承单元4来实现，该轴承单元包括两个滚动轴承5，即轴向彼此相对地预张紧的球轴承，并且在图1和2的实施例中轴向布置在电动机2与芯轴3的用于承载摩擦盘的区段6之间。相反在图3的实施例中，电动机2布置在轴承单元4与芯轴3的区段6之间。
在按照图1的布置中以及在按照图2的布置中，在电动机2的远离轴承单元4的侧上，与电动机2邻接的是作为传动带传动装置的部分起作用的传动件7，即齿形皮带盘。在按照图3的布置中，传动件7与轴承单元4直接相邻。在任何情况下，齿形皮带盘7或者其他可旋转的传动件，例如齿轮，原则上与电动机2一样适用于旋转地驱动芯轴3。但是，齿形皮带盘7或其他传动件优选作为从动件使用。在齿形皮带盘7作为传动件的情况下，通过未示出的齿形皮带来驱动摩擦错误扭转总成内部的另外两个没有自身的电传动装置的摩擦芯轴。
与可旋转的传动件7一样没有自身的支承部地工作的电动机2具有定子8和转子9，其中，定子8具有可通过未示出的导线得到供电的电感线圈10，而转子9装备有永磁铁11，尤其是稀土磁铁。在定子8与转子9之间形成气隙12。
在按照图1的实施例中，转子9作为罐形外转子构成并在其圆柱形的内壁上装备有永磁铁11。环形气隙12在这种情况下径向布置在通过滚动轴承5的单个滚动体13(即球体)的中心所描述的分度圆外面。 在轴承单元4的两个滚动轴承5具有不同直径的情况下，这种关系适用于每个滚动轴承。通过环形气隙12的大直径，无需电动机2的开支大的冷却也可以产生高转矩，其中，通过转子9的薄壁结构总体上保持摩擦电机芯轴1的紧凑形式。可通流的线圈10通过中间件14与轴承单元4的不旋转的外壳15固定连接，该中间件具有不同直径的两个空心圆柱体区段并且可以算作定子8。与中间件14同中心的芯轴3以与中间件14无接触的方式贯穿该中间件，并且通过未示出的防扭转轮廓与转子9的盘形底部区段16以及传动件7连接。
在按照图2和3的实施例中，永磁铁11直接覆加例如粘贴在芯轴3上，而定子8在这种情况下也借助中间件14固定在轴承单元4上。与中间件14固定连接或者与该中间件单件式构成的盖盘17在远离轴承单元4的侧上封闭电动机2。
以未示出的方式可以在所有实施例中设置作用于芯轴3的减震机构。但是，基于轴承单元4、电动机2和传动件7在振动技术上有利的布置，在实际的所有应用情况下，在没有这种减震机构的情况下也产生了芯轴3足够无振动的运转。
附图标记列表
1 摩擦电机芯轴
2 电动机
3 芯轴
4 轴承单元
5 滚动轴承
6 区段
7 传动件
8 定子
9 转子
10 线圈
11 永磁铁
12 气隙
13 滚动体
14 中间件
15 外壳
16 底部区段
17 盖盘。
Claims (14)
1.摩擦电机芯轴，具有：用于支承芯轴(3)的轴承单元(4)，该轴承单元包括两个在轴向上彼此相距的滚动轴承(5)；用于直接驱动所述芯轴(3)的电动机(2)，该电动机没有自身的支承部；和与所述芯轴(3)抗扭连接的传动件(7)，该传动件形成传动带传动装置的一部分，其特征在于，所述电动机(2)与所述轴承单元(4)直接相邻，所述电动机(2)具有定子(8)和转子(9)，所述定子(8)借助中间件(14)固定在轴承单元(4)上。
2.按权利要求1所述的摩擦电机芯轴，其特征在于，所述电动机(2)在轴向上布置在所述传动件(7)与所述轴承单元(4)之间。
3.按权利要求1所述的摩擦电机芯轴，其特征在于，所述轴承单元(4)在轴向上布置在所述电动机(2)与所述传动件(7)之间。
4.按权利要求1所述的摩擦电机芯轴，其特征在于，所述电动机(2)作为外转子而构成。
5.按权利要求4所述的摩擦电机芯轴，其特征在于，所述转子在径向上突出于所述轴承单元(4)。
6.按权利要求1所述的摩擦电机芯轴，其特征在于，所述电动机(2)作为内转子而构成。
7.按权利要求4或6所述的摩擦电机芯轴，其特征在于，提供同步电动机作为电动机(2)。
8.按权利要求7所述的摩擦电机芯轴，其特征在于，所述电动机(2)作为永磁铁励磁的电机而构成。
9.按权利要求4或6所述的摩擦电机芯轴，其特征在于，提供电子换向的直流电动机作为电动机(2)。
10.按权利要求4或6所述的摩擦电机芯轴，其特征在于，提供异步电动机作为电动机(2)。
11.按权利要求4或6所述的摩擦电机芯轴，其特征在于，提供磁阻电动机作为电动机(2)。
12.按权利要求11所述的摩擦电机芯轴，其特征在于，所述电动机(2)作为磁阻步进电动机而构成。
13.按权利要求1所述的摩擦电机芯轴，其特征在于，提供齿形皮带盘作为传动件(7)。
14.按权利要求1所述的摩擦电机芯轴，其特征在于，提供轴向彼此相对地预张紧的球轴承作为滚动轴承(5)。
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