CN102122856B - 用于dc电机的连接模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种DC电机(1)，还涉及一种用于DC电机的连接模块。DC电机(1)包括电机外壳(3)和至少一个适于安装在电机外壳(3)上的连接模块(2)。本发明的目的是提供一种DC电机，其结构紧凑、能够灵活地适应用户的需要，而且在安装空间受限制的情形中也能够容易地安装。为此目的根据本发明规定：电机外壳包括与所述连接模块上的对心凹部或者对心隆起相配合的前侧对心隆起或者对心凹部，并且所述连接模块在安装状态下能够在所述电机外壳上自由地旋转，而所述连接模块在安装后的状态下不可旋转地连接到所述电机外壳上。

Description

用于DC电机的连接模块

技术领域

本发明涉及一种包括电机外壳和至少一个适于安装在电机外壳上的连接模块的直流电机(DC电机)。

背景技术

在以前惯常的小功率DC电机中，电机外壳通常包括如下的部件：该部件结合了用于永磁铁的磁场的外轭铁和具有限定的钻孔图案结构(drillpattern)的连接法兰的功能。电机外壳通常由固态材料制成。在精度要求稍低的情形中，同样已知的是电机外壳是通过深拉技术制造的并且连接螺纹是二次加工的。

此外，在如下情形中，电机外壳的设计也是已知的：用于永磁铁的磁场的外轭铁和具有限定的钻孔图案结构的连接法兰是独立的部件且这两个独立的部件以固定角位置通过压制、焊接、螺纹连接、螺栓连接或者类似的连接方法相互连接。

所有这些电机外壳均具有固定的设计和固定的构造。如果用户需要不同的钻孔图案结构以将电机紧固到预期地点，这意味着必须从头开始重制电机，因为必须以相应的方法改装电机外壳或者必须根据用户的说明改装连接法兰。

为了实现这种改造，因此已知的是将具有用户期望的钻孔图案结构的接合板连接到电机外壳的前侧上。因为仅需要将相应的接合板联接到能够买到的已经是成品的电机上，这允许了较快的交货。这里的缺陷是用于紧固接合板的额外安装工作、接合板导致的额外整体长度和额外的接合板成本。

美国专利4,227,101示出了具有接合环的步进电机。接合环用于将步进电机紧固在安装地点处并具有为此目的的连接钻孔图案结构。步进电机的电机外壳在其前侧设置有对准或对心突起以及用于连接接合环的螺纹孔。接合环设置有中心镗孔和形成在其圆周上的三个弓形细长孔。接合环联接到电机外壳上，使得电机外壳的对心突起突出穿过接合环的镗孔。被插入电机外壳的螺纹孔并稍稍拧紧的螺钉布置在接合环的弓形细长孔中。因此，在这个安装位置，接合环通过螺钉松弛地紧固到电机上。在安装位置，接合环仍然能够旋转到细长孔所允许的程度。因此可以将接合环旋转到限定的角度。因此电机轴能够相对接合环中的连接钻孔图案结构到达期望位置中。在完成上述内容之后，螺钉被牢固地拧紧在细长孔中，使得处于安装后状态中的接合环牢固地连接到电机外壳上。因为仅仅能够将接合环旋转到限定的角度，所以仅能够设定连接钻孔图案结构的某些位置。

DE690,25,317C2描述了具有安装法兰的小功率电机。可以使用安装法兰将小功率电机紧固在期望的安装地点。安装法兰包括罐形部分，安装法兰通过上述罐形部分联接到小功率电机的电机外壳的周向表面上。在这个位置，安装法兰和电机外壳相互胶接。这里缺陷是小功率电机需要大量的安装空间。

另一个缺陷是，在有刷DC电机的情形中，永磁铁安装在定子中，电刷盖通常相对于定子旋转以便设定换向。因此未限定电连接器相对连接法兰的钻孔图案结构的角位置。在不同的电机中可能发生高达±25°的差值。尤其是在安装空间受限制的应用中或者当需要并排地非常紧密地安装多个电机时这可能会产生问题。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种DC电机，其能够克服现有技术中已知方案的缺陷，并且特别紧凑、能够灵活地适应用户的需要，而且在安装空间狭窄的情形中也能够容易地安装。

为此，根据本发明规定了：电机外壳包括与连接模块上的对心凹部或者对心隆起相配合的前侧对心隆起或者对心凹部，并且连接模块在安装状态下能够在电机外壳上自由地旋转，而连接模块在安装后的状态下不可旋转地连接到电机外壳上。

连接模块设置了用于将电机紧固到预期安装地点的紧固用可选件，连接模块安装在电机外壳的前侧上。因此，连接模块具有连接法兰的功能。连接模块联接到DC电机的前侧上，使得连接模块的对心隆起或者对心凹部接合到DC电机的对心凹部中或者环绕DC电机的对心隆起。因为在安装状态下连接模块能够自由旋转，所以可以将其旋转到任何期望的位置中。在这个位置连接模块固定地连接到电机外壳上，使得在安装后的状态下连接模块不可旋转地安装在电机外壳上。因此，连接模块可以在任何期望的位置紧固到电机外壳上。电机外壳的前侧不具有连接镗孔。因此，外壳前侧的壁厚可以相对薄，以便能够实现最小长度的外壳。这使得DC电机紧凑而且便宜。关于用于DC电机的装配线，不需要考虑关于连接几何形状(connectiongeometry)的任何变型。因此不需要更新装配设备，仅需要使用少量的工作来装配DC电机。在已完成装配的DC电机上实现了用户特定的连接几何形状，因为相应的模块安装在上述DC电机中。这引起了用于用户特定改造的短的生产时间。DC电机可以是有刷或者也可以是无刷的DC电机。

有利地，可以规定用于DC电机的电机轴的轴承布置在电机外壳的前侧上，轴承突出而至少部分地超出电机外壳的前侧并形成对心隆起，而且连接模块联接到轴承上。因此能够实现电机整体长度的进一步缩短。连接模块仅对准在DC电机的轴承上。这分别改善了精度和公差。

有益地，可以规定电机外壳的前侧上形成有轴承座，轴承座从外部能够进入(accessible)，轴承布置于轴承座中，轴承座的高度小于轴承的高度。因此，电机构造简单，从而简化了装配。

在进一步的变型中，可以规定连接模块通过胶接、焊接或者成形工序连接到电机外壳上。从而能够容易地将连接模块固定到电机外壳上；在安装后的状态中后续的调整(例如，在运输期间)就不再可行了。

在更进一步的实施例中，可以规定将处于安装后的状态下的连接模块相对于DC电机的电连接器布置在精确角位置中。这在有刷DC电机的情形中尤其重要。连接模块安装在已经设定了换向的已完成装配的电机上。因此在连接模块的安装期间电机的电连接器的角位置已经被固定了。因为在安装状态下连接模块能够自由旋转并且能够旋转到任何期望的位置，因此能够使电连接器相对DC电机的紧固件、即相对连接模块移到期望位置。因此能够以适当的方式利用安装DC电机的安装空间。由于连接的位置是已知的，能够并排严密地安装DC电机。

此外，可以规定连接模块具有用于与接点(connectionpoint)连接的连接钻孔图案结构。这允许了通过螺栓连接的方式简便地将DC电机紧固到期望的位置上。

但是，可选地，也可以规定连接模块包括至少一个用于紧固到接点上的紧固肋。这也允许了DC电机的非常简易的紧固。

附图说明

现在将参照附图更加详细地说明本发明的实施例，其中：

图1是DC电机的分解图；

图2是从前面看的DC电机的视图；以及

图3是连接模块安装于其上的DC电机的电机外壳的前侧的截面图。

具体实施方式

图1是DC电机1的分解图。DC电机可以配置为有刷DC电机或者无刷DC电机。示出的情形是与有刷DC电机有关的。DC电机1包括电机外壳3和连接模块2。优选地电机外壳3是罐形的。这意味着电机外壳3具有整体地连接到电机外壳底部5上的周向表面4。电机外壳主体5中形成有轴承座6。轴承座6中布置有轴承7，电机轴8的一端支撑在轴承7中。

因此，电机外壳底部5形成了电机外壳3的前侧。电机外壳3在DC电机1的与电机外壳底部5相对的前侧上是开口的。其上安装有电连接器10的电刷盖9紧固在此处。

DC电机1的电机外壳3的相应在前侧上和在电机外壳底部5上的轴承座6可以从外部进入，并配置为使得其高度小于安装在轴承座6中的轴承7的高度。因此，轴承7向外突出而超出电机外壳底部5同时形成对心隆起。除了轴承座6以外，电机外壳底部5的构造非常简单，尤其是不具有用于将DC电机1紧固到接点上的连接镗孔。

连接模块2在其后侧包括对心凹部。对心凹部大约是圆形的，对心凹部的外径稍大于轴承7的外径。连接模块2相对于电机轴8共轴地联接在DC电机1的电机外壳3上。然后将轴承7布置在连接模块2的对心凹部中从而将连接模块2对心置于电机外壳3上。因为连接模块2的对心凹部的直径稍大于轴承7的外径，所以连接模块2在联接到电机外壳3上后仍然是可以旋转的。

在其背向电机外壳底部5的前侧11上，连接模块2具有用于将DC电机1紧固到诸如客车中的期望的安装地点上的紧固用可选件。在示出的情形中，为此目的设置了镗孔12。由镗孔12形成的钻孔图案结构遵循用户特定的要求。因此，镗孔12的位置被限定为符合用户的要求。也可以提供诸如紧固肋等的其他紧固装置。

连接模块2固定地连接到DC电机1的电机外壳3上。例如，连接模块2可以通过焊接、胶接、压制或者热套而连接到电机外壳3上。

图2示出了从前面看的图1的具有安装于其上的连接模块2的DC电机1。连接模块2包括三个镗孔12，DC电机1经由镗孔12能够安装在诸如汽车中的期望安装地点上。类似于DC电机1的电机外壳3，连接模块2具有圆形横截面，但是也可以具有正方形、三角形或者椭圆形横截面并带有在电机直径外部的镗孔，在从前侧无法进入的安装条件下，上述镗孔也允许从后侧的紧固操作。连接模块2在中心设置有用作电机轴8的通道的镗孔13。镗孔13的直径大于电机轴8的直径，使得轴承7也能够看见。在连接模块2的后侧上，这个镗孔13的直径增加并形成了与轴承7联接的对心容纳装置(centeringaccommodationmeans)。连接模块2相对于电机外壳3上的DC电机1的电连接器10被安装在精确的角位置上。可以大约±2°的精度来设定镗孔12和电连接器10之间的角度α。

图3示出了连接模块2紧固于其上的电机外壳3的前侧、即电机外壳底部5的截面图。轴承座6形成在电机外壳底部5的中心。用于电机轴的轴承7安装在轴承座6中。在图3中未示出电机轴。轴承座6的高度H1小于轴承7的高度H2。因此，轴承7超出电机外壳底部5向外突出。因此，轴承7形成了对心隆起。为了允许将轴承7良好地保持在电机外壳3中，轴承座6的高度H1至少应当等于轴承7的高度H2的一半。这意味着H1≥0.5·H2。但是，轴承座6的高度H1也不应当太大，以使得在电机外壳5的前侧上通过轴承7也形成了对心隆起。优选地，因此轴承座6的高度H1在轴承的高度H2的大约2/3到4/5的范围中。

连接模块2具有中心镗孔13。镗孔13是台阶式的。这意味着镗孔13沿着其纵向延伸部以具有不同直径的两个部分为特征。在朝向连接模块2的后侧的部分中，镗孔13具有直径D2。这个直径D2大约等于轴承7的直径。因此，在这个部分中镗孔13配置为对心凹部。连接模块2联接到电机外壳3上，使得镗孔13具有直径D2的部分联接到轴承7上。在朝向连接模块2的前侧的部分中，镗孔13的直径D1较小。因此，在这里形成了用于轴承7的止挡件。直径D1足够大以使得DC电机1的电机轴能够退出到外部。

此外，在连接模块2中形成有紧固镗孔12。如已经描述的，电机外壳3和连接模块2大致上都是圆形直径的。在其外端即电机外壳底部5上，在电机外壳3中形成有小的台肩15。因此电机外壳3在这个部分上的直径小于电机外壳3在中部的直径。连接模块2在其圆周上具有突出肋14，肋14的内径稍大于电机外壳底部5的锥形点15的外径。因此连接模块2的肋14安置在电机外壳底部5的锥形部分15中，从而额外地将连接模块2对心置于和稳定在电机外壳3上。

现在将参照附图简要地说明将连接模块2安装在DC电机1的电机外壳3上。首先，安装DC电机1。由于示出的DC电机是有刷DC电机，将其上设置有电连接器10的电刷盖9安装在DC电机1的电机外壳3上以完成DC电机1的装配。为了设定DC电机1的换向，电刷盖相对于布置在电机外壳3中的定子旋转，定子中安装有磁铁。然后将电刷盖9固定在期望的位置中，以便限定DC电机1的电连接器10的位置。轴承7被插入电机外壳3的轴承座6中并向外突出而超出电机外壳底部5。

此后，将连接模块2联接到由电机外壳底部5形成的DC电机1的前侧上。此处电机轴8穿过形成在连接模块2中心的镗孔13。在连接模块2的后侧上，镗孔13具有扩大的直径并形成了具有直径D2的对心凹部。对心凹部的直径D2稍大于轴承7的外径。如已经描述的，轴承7突出而超出DC电机1的前侧。这是由于形成在前侧或者电机外壳底部5中的轴承座6的高度H1小于轴承7的高度H2的事实。通过轴承7和连接模块2的后侧上的对心凹部，连接模块2对心置于DC电机1上。连接模块2联接到电机1上以达到连接模块2的后侧安置在电机外壳底部5上的程度。连接模块仍然处于安装状态中。由于连接模块2的对心凹部的直径稍大于轴承7的外径，连接模块2在安装状态下仍然能够自由旋转因而能够移动到期望的位置中。

现在使连接模块2旋转至如下程度：形成在连接模块2上的镗孔12或者诸如紧固肋的其它紧固装置相对于DC电机1的电连接器10或者相对于DC电机的安装地点处的紧固点具有期望的角位置。当连接模块2处于期望位置上时，连接模块2牢固地连接到电机外壳3上。例如，连接模块2能够焊接、胶接、压制或者热套到电机外壳3上。如此电机外壳3和连接模块2处于安装后的状态中。

其上安装有电机外壳3和连接模块2的DC电机1的总体长度大约等于先前已知的不具有额外接合板的小功率DC电机同样具有的长度。

Claims (7)

1.一种DC电机(1)，包括电机外壳(3)和至少一个适于安装在所述电机外壳(3)上的连接模块(2)，其特征在于，所述电机外壳(3)包括与所述连接模块(2)上的对心凹部或者对心隆起相配合的前侧对心隆起或者对心凹部，并且其中，在所述连接模块(2)联接至所述电机外壳(3)的前侧以使得所述电机外壳(3)和所述连接模块(2)中的一个的对心隆起投入所述电机外壳(3)和所述连接模块(2)中的另一个的对心凹部中的安装状态下，所述连接模块(2)能够在完整的360度范围内相对于所述电机外壳(3)围绕所述对心隆起或者所述对心凹部自由地旋转至任何期望的安装位置，并且其中，在安装后的状态下，所述连接模块(2)在所述期望的安装位置处不可旋转地并且固定地连接至所述电机外壳(3)。

2.根据权利要求1所述的DC电机(1)，其特征在于，所述电机外壳(3)包括与所述连接模块(2)上的对心凹部相配合的前侧对心隆起，并且用于所述DC电机(1)的电机轴(8)的轴承(7)布置在所述电机外壳(3)的前侧(5)上，所述轴承(7)至少部分地突出而超出所述电机外壳(3)的所述前侧(5)并形成所述对心隆起，并且所述连接模块(2)联接到所述轴承(7)上。

3.根据权利要求2所述的DC电机，其特征在于，所述电机外壳(3)的所述前侧(5)上形成有轴承座(6)，所述轴承座(6)能够从外部进入，轴承(7)布置于所述轴承座(6)中，所述轴承座(6)的高度小于所述轴承(7)的高度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的DC电机，其特征在于，所述连接模块(2)通过胶接或焊接连接到所述电机外壳(3)上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的DC电机，其特征在于，处于安装后的状态下的所述连接模块(2)相对于所述DC电机(1)的电连接器(10)被布置在精确角位置上。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的DC电机，其特征在于，所述连接模块(2)具有用于与接点连接的连接钻孔图案结构(12)。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的DC电机，其特征在于，所述连接模块(2)包括至少一个用于紧固到接点上的紧固肋。