CN103023189B - 电机、特别是起动装置以及制造电机的端轴承装置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电机、特别是起动装置以及制造电机的端轴承装置的方法，其中具体地提出一种电机(10)、特别是起动装置，具有定子(29)和设置在定子(29)的径向内部的、具有驱动轴(44)的转子(37)，在转子(37)的旋转轴向的各侧上分别设有端轴承装置(66，69)，其中每个端轴承装置(66，69)适于不仅在径向上而且在旋转轴向上产生支承力(Fa，Fr)，其中端轴承装置(66，69)在轴承盖(60)中，并且在那里驱动轴(44)被支撑，其中螺栓元件(91)借助于在轴承盖(60)的接收螺纹(100)中的旋入螺纹(94)被保持在轴承盖中，其特征在于，所述螺栓元件(91)不仅产生径向的支承力(Fr)而且产生轴向的支承力(Fa)。此外本发明还涉及一种用于制造在电机中的相应的端轴承装置(69)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机、特别是起动装置以及用于制造电机的端轴承装置的方法。
背景技术
由德国公开文献DE3216448Al已知一种起动装置形式的电机。在这种起动装置中公开了一种装置，通过所述装置可以利用调整螺栓使电驱动装置转子的所谓的轴向间隙调整到所期望的程度。在这个解决方案中的缺陷是，端轴承装置在此沿轴向相对很长。
发明内容
因此本发明的目的是，实现一种轴向结构较短的端轴承装置。
为此按照第一独立权利要求的特征规定，设置在轴承盖中的、在此支承转子轴的端轴承装置利用螺栓元件通过旋入螺纹被保持在轴承盖的接收螺纹中，同时螺栓元件不仅产生径向的支承力而且还产生轴向的支承力。由此能够减小轴向的结构长度。
其它优点由随后的从属权利要求给出。为了使螺栓元件可以尽可能最佳地作为端轴承装置被使用，在这个螺栓元件中加工出孔或圆柱形的空腔，其最好被实施为盲孔。本来的配合通过插入圆柱形空腔中的衬套产生，该衬套通常由轴承金属制成。
为了使衬套可以通过其指向转子的端侧承受轴向力而规定，所述衬套超出螺栓元件的外轮廓伸出。为了限定衬套在螺栓元件中的准确轴向位置，所述圆柱形空腔具有用于衬套的止挡。为了不必对圆柱形空腔的整个底面进行加工，圆柱形空腔的底部具有在轴向上不同定位的底部区段。
此外，所述螺栓元件具有外轮廓(具有基本圆柱形的外圆周)，所述螺栓元件具有两个在旋转轴向上的端部。在指向转子的端部上设置不带螺纹的外侧区段，以及在背离转子的端部上设置具有螺纹的外侧区段。其优点是，在将螺栓元件导入到轴承盖的开孔中时，螺栓元件首先无需扭转地被插入。由此更容易地将转子轴的轴颈导入到螺栓元件或衬套中。只有当轴颈被可靠导入时，才能将螺栓元件旋入到轴承盖中。
通过使所述螺栓元件在背离转子的端部上具有凸起的外轮廓，例如在螺栓元件的底部是凹形的且其和螺栓传动部都通过锻造或冲挤制造的情况下，在螺栓元件的底部实现有利的在材料技术上的机械的夹紧状态。
上述的螺栓元件的螺栓传动部具有的内轮廓优选使得与具有外轮廓的螺栓传动部相比得到明显更长的轴向啮合可能性。
按照另一从属权利要求规定，所述轴承盖具有背离转子的外轮廓，并且所述轴承盖与螺栓元件的最外侧的轴向的端部要么是轴向平齐的，或者所述轴承盖的最外侧轴向端部突出于螺栓元件的最外侧的轴向的端部。其优点是，更好地保护螺栓元件免受外界影响并由此减小由于碰撞产生的自身位移。由此良好地避免由于外界影响产生的螺栓元件的自身松动。
所述螺栓元件要防扭转。为此规定，所述螺栓元件借助于形状配合连接或借助于传力连接或材料配合连接防扭转。在此为了实现形状配合，例如可以通过使用附加的机械元件、例如实现了在轴承盖与螺栓元件之间的固定的开口销或保险丝。在螺栓元件上例如也可以在轴向向后突出地成形有销，其具有横孔，例如容纳保险丝并由此实现固定。例如也可以通过对螺栓连接部进行填密形成形状配合连接。这可以例如由此实现，即在螺栓元件上或者在轴承盖上借助于冲子实现靠近螺纹的材料变形并由此在螺纹上产生残余的塑性变形，该塑性变形产生形状配合连接。此外轴承盖以及螺栓元件可以在螺纹配对结构中具有自紧的或自锁的螺纹，由此例如通过传力连接实现固定。材料配合连接例如可以通过粘附材料(粘接剂)实现。这种粘接剂最好是知名制造商的能够实现在螺纹中的材料配合连接的微封装的粘接剂。此外，也能够通过焊接点实现固定，焊接点位于螺纹的接合部(材料配合连接)。
通过独立的方法权利要求能够实现端轴承装置在轴承盖中特别紧凑的结构，此外由此能够在螺栓元件中在尽可能大的轴向长度上承受径向支承力。由此符合期待地使在轴承中、优选滑动轴承中的面压力更大，因此使潜在的磨损更缓慢地进行。耐用性得以提高。
为了实现尽可能微小的轴向间隙，首先将螺栓元件旋入到轴承盖的接收螺纹中，旋入的程度使得在转子轴与螺栓元件之间没有间隙，以及接着使螺栓元件与旋入方向反向地运动。通过这个组合的运动可以调整非常窄小的轴向间隙。这可对于电刷磨损产生影响，因此通过这个措施电刷磨损以极小的程度削落。
为了调整这个微小的轴向间隙规定，使螺栓元件与旋入方向反向地在45至240之间的角度运动。在此考虑到使用具有六角特性(内六角，内细齿)的螺栓传动部是有利的。通过所提出的螺栓元件与旋入方向反向的运动产生在0.1至0.5mm之间的间隙。这个间隙对于电刷磨损是最佳的。
附图说明
下面示例地借助附图详细解释本发明。
附图中：
图1示出了起动装置形式的电机的纵向剖视图，
图2示出了具有衬套的螺栓元件的第一实施方式，
图3示出了具有衬套的螺栓元件的第二实施方式，
图4示出了用于制造端轴承装置的方法示意图。
具体实施方式
图1以纵向剖视图示出了起动装置形式的电机10。这个起动装置具有起动电动机13和预啮合致动器16(例如继电器或起动机继电器)。起动电动机13和电的预啮合致动器16固定在同一个驱动轴承盖19上。起动电动机13在功能上用于当起动小齿轮啮合到在这里未示出的内燃机的齿圈25中时，驱动起动小齿轮22。
起动电动机13具有壳体26，所述外壳具有极管28，所述极管在其内圆周上支撑着极31。由此形成定子29。极31又包围转子37(电枢)，所述转子具有由薄片构成的电枢组43和设置在槽中的电枢绕组。在驱动轴44的背离起动小齿轮22的端部上还设有换向器52。换向器52或其换向器片55在运行中通过碳刷58供电。
在旋转轴63方向上，在转子37的两侧分别具有一个端轴承装置66和69。在此在起动小齿轮22与电枢组43之间的端轴承装置66如下构成：在极管28中装入轴承法兰68，该轴承法兰在这种情况下是行星齿轮传动机构70的齿圈件。轴承法兰68具有支撑基本上为圆柱形的轴承衬套75中央容纳部72，它。容纳部72具有边缘部78，它防止轴承衬套75朝起动小齿轮22的方向上移动。在轴承衬套75里支撑着驱动轴44。为此利用一专用的、特别光滑的轴承区段81。端轴承装置66适用于，不仅产生轴向的而且产生径向的作用在被支承部件上的支承力。
在转子37的另一例上，即，在转子的背离起动小齿轮22的一侧上设有另一端轴承装置69。该端轴承装置69在此构造成，使例如与驱动轴44一体构成的轴颈85支承在衬套88中。衬套88又被容纳在盆形的螺栓元件91中。螺栓元件91固定在封闭壳体26的轴承盖60中。螺栓元件91在其外周上具有旋入螺纹94；轴承盖60具有在其内周上配有接收螺纹100的圆柱形内轮廓97。
在图2中放大地并且以剖视图示出了按照图1的端轴承装置69。可清楚地看到，驱动轴44以其轴颈85容纳在衬套88中。在此衬套88承受驱动轴44和转子37其它部分的重力分量并由此产生径向支承力Fr。通过使转子37以非常小的间隙支承在两个端轴承装置66与69之间，产生定位，其中每个所谓的端轴承装置66和69还根据状况产生轴向支承力Fa。在按照图2的实施例中轴向支承力Fa通过在这里未详细示出的衬套88的端面传递到驱动轴44和其端面103上(衬套定位在端面上)。
因此公开了电机10，尤其被构造为起动装置，具有定子29和沿径向设置在定子29内部的具有驱动轴44的转子37，在转子37的各轴向端部上分别具有端轴承装置66和69，其中每个端轴承装置66和69适用于，不仅在径向而且在转动轴向上产生支承力Fa和Fr，其中端轴承装置69在轴承盖60中，并且在此支撑驱动轴44，其中螺栓元件91借助于旋入螺纹94保持在轴承盖60的容纳螺纹100中。螺栓元件91不仅产生径向的支承力Fr而且产生轴向的支承力Fa。通过使衬套88支撑在螺栓元件91中并由此传递所谓的支承力，使得通过衬套88传递的支承力Fa和Fr最终由螺栓元件91产生。在此轴向支承力Fa例如在衬套88的压配合时通过其圆柱形空腔106(例如孔)传递到螺栓元件91上。如果衬套通过其后面的、即指向螺栓元件91的端面沿轴向贴靠在螺栓元件91上，则至少一部分轴向的支承力Fa也通过端面被传递到螺栓元件91上并由此通过螺栓元件91产生轴向的支承力Fa(作用力＝反作用力)。
上述的在螺栓元件91中的圆柱形空腔106如图2所示优选地被实施为盲孔。衬套88位于这个圆柱形空腔106中。
如同在图2中看到的那样，衬套88以超出段109突出于螺栓元件91的外轮廓112。它用于确保轴向的支承力Fa经由衬套88传递到螺栓元件91上(更小的作用半径)。螺栓元件91的空腔106具有已描述过的止挡115，衬套88抵靠在所述止挡上。盲孔或空腔106的部分底部116是在轴向不同定位的底部区段118。在此这个底部区段118相对于止挡115沿轴向回缩，使这个底部段118相对于止挡115进一步远离止挡面或者说接触面103。
螺栓元件91的已描述的外轮廓112具有两个转动轴向的端部120和121。朝向转子37的端部121具有没有螺纹(光滑圆柱形)的外侧区段125，并且背离转子37的端部120具有带螺纹94的外侧区段127。螺栓元件91在背离转子37的端部120上具有凸起的外轮廓130。在凸起的外轮廓130或者在底部116的材料中模压有具有内轮廓134的螺栓传动部133(用于传递转矩的工具的作用轮廓或嵌接轮廓)。螺栓传动部在这里例如被构造为内细齿，有时也称为内六圆(Innensechsrund)。替代地，这个螺栓传动133也可以被实施为由内六角或其它传动结构。
如同结合图1看到的那样，可以规定，轴承盖60具有远离转子37的外轮廓140，并且轴承盖60和螺栓元件91的外侧的轴向端部143要么在轴向齐平，要么轴承盖60的最外侧的轴向端部143突出于螺栓元件91的端部120，从而使轴承盖60的最外侧的轴向端部143比螺栓元件91的端部120更远离起动小齿轮22。
在图2中示出，在螺栓元件91或其具有旋入螺纹94的区段127上涂覆已提及的粘接剂150。如果螺栓元件91连同涂覆的粘接剂150被旋入到轴承盖60的接收螺纹100中，则这实现材料配合连接的固定。
在图3中以根据图2的实施例的变化示出衬套88，所述衬套具有在驱动轴44的接触面103上的凸缘155。在此通过凸缘155在接触面与螺栓元件91的端部121之间实现形成轴向支承力Fa。
在图4中示出了用于制造端轴承装置69的方法。首先准备好定子29，并且将转子37连同其驱动轴44设置在定子的径向内部，其中端轴承装置66，69在此布置在转子的各个轴向端部上。在此每个端轴承装置66，69同时产生轴向和径向的支承力Fr，Fa。端轴承装置69在轴承盖60中起作用；驱动轴44被支承。螺栓元件91为此借助于具有螺距的旋入螺纹94被旋入到轴承盖60的内螺纹100中。螺栓元件91不仅产生径向支承力Fr，而且产生轴向支承力Fa(S1)。为此首先将螺栓元件91旋入到轴承盖60的内螺纹100中，旋入的程度使得在转子轴或驱动轴44与螺栓元件91或衬套88之间没有间隙(S2)。接着使螺栓元件91与旋入方向反向地运动(S3，产生间隙)。此外旋入方向是在转动轴向的方向上的，也就是说从取向上这样定义，使旋入方向从换向器52朝向小齿轮22定向。在与旋入方向相反地旋入螺栓元件91以后以机械的方式实现螺栓元件91的防止扭转固定。这在按照图2和图3的示例中通过粘接剂150的自身固化实现，S4。
在与旋入方向相反地旋转螺栓元件91时，螺栓元件91优选以45至240的角度旋回。由此在转子轴与螺栓元件之间调整允许的间隙。只要驱动轴44完全在小齿轮22的方向上移动，这个间隙在最终状态下会在衬套88与接触面103之间产生小间距。通过螺栓元件91的这种旋回调整间隙，使这个间隙在0.1至0.5mm之间。
Claims (20)
1.一种电机(10)，具有定子(29)和设置在定子(29)的径向内部的、具有驱动轴(44)的转子(37)，在转子(37)的旋转轴向的各侧上分别设有端轴承装置(66，69)，其中每个端轴承装置(66，69)能够不仅在径向上而且在旋转轴向上产生支承力(Fa，Fr)，其中端轴承装置(66，69)在轴承盖(60)中，并且在那里驱动轴(44)被支撑，其中螺栓元件(91)借助于在轴承盖(60)的接收螺纹(100)中的旋入螺纹(94)被保持在轴承盖中，其特征在于，所述螺栓元件(91)不仅产生径向的支承力(Fr)而且还产生轴向的支承力(Fa)。
2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机(10)是起动装置。
3.如权利要求1所述的电机，其特征在于，在螺栓元件(91)中形成空腔(106)，并且在空腔(106)中设置有衬套(88)。
4.如权利要求3所述的电机，其特征在于，所述空腔(106)为盲孔。
5.如权利要求3所述的电机，其特征在于，所述衬套(88)超出螺栓元件(91)的外轮廓(112)伸出。
6.如权利要求3至5中任一项所述的电机，其特征在于，所述空腔(106)具有用于衬套(88)的止挡(115)。
7.如权利要求6所述的电机，其特征在于，所述空腔(106)具有在轴向上不同定位的底部区段(118)。
8.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述螺栓元件(91)具有外轮廓(112)，所述外轮廓具有两个在旋转轴向上的端部(120，121)，其中在指向转子(37)的端部(121)上设有不带螺纹的外侧区段(125)并且在背离转子(37)的端部(120)上设有具有旋入螺纹(94)的外侧区段(127)。
9.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述螺栓元件(91)在背离转子(37)的端部(120)上具有凸起的外轮廓(130)。
10.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述螺栓元件(91)具有带内轮廓(134)的螺栓传动部(133)。
11.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述轴承盖(60)具有背离转子(37)的外轮廓(140)，并且所述轴承盖(60)和螺栓元件(91)的最外部的轴向的端部(143)要么是在轴向齐平的，要么所述轴承盖(60)的最外部的轴向端部(143)突出于螺栓元件(91)的最外部的轴向端部。
12.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述螺栓元件(91)借助于形状配合连接、传力连接或材料配合连接防扭转地固定在轴承盖(60)中。
13.如权利要求12所述的电机，其特征在于，所述螺栓元件(91)借助于粘接剂(150)材料配合连接地固定在轴承盖(60)中。
14.如权利要求13所述的电机，其特征在于，所述粘接剂(150)是微封装的粘接剂。
15.一种用于制造电机(10)的端轴承装置的方法，其中提供定子(29)，以及将具有转子轴(44)的转子(37)设置在定子(29)的径向内部，由此分别在转子(37)的各旋转轴向侧上装有端轴承装置(66，69)，其中每个端轴承装置(66，69)不仅在径向而且在旋转轴向上产生支承力(Fa，Fr)，其中端轴承装置(69)在轴承盖(60)中起作用，并且在那里支承着转子轴(44)，其中螺栓元件(91)借助于具有螺距的旋入螺纹(94)被旋入到轴承盖(60)的接收螺纹(100)中，其特征在于，所述螺栓元件(91)不仅产生径向的支承力(Fr)，还产生轴向的支承力(Fa)。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述电机(10)是起动装置。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，为此首先将螺栓元件(91)旋入到轴承盖(60)的接收螺纹(94)中，旋入的程度使得在转子轴(44)与螺栓元件(91)之间没有间隙，以及接着使螺栓元件(91)与旋入方向反向地运动。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，在此调整转子轴(44)与螺栓元件(91)之间的间隙，其中使螺栓元件(91)以与旋入方向反向地在45至240之间的角度运动。
19.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于，通过使螺栓元件(91)与旋入方向反向地运动调整转子轴(44)与螺栓元件(91)之间的间隙，其中这个间隙在0.1至0.5mm之间。
20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述螺栓元件(91)被防扭转地机械固定。
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