CN103261719A - 具体来说泵机组的电动机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动机器（1），该电动机器包括在一个机器壳体（7）中的一个定子（11）和一个转子（10），其中所述转子被布置在一个电动机轴（4）上，该电动机轴在B侧上被支撑在一个轴承机组（14）中，该轴承机组具有一个滚珠轴承安排（21，22）并且径向有弹性地并且轴向可移动地布置在该机器壳体（7）之内。该电动机器（1）在没有轴承的A侧上经由一个刚性联轴节（12）优选地联接到一台工作机器（2），具体来说联接到一个液压泵上。

Description

具体来说泵机组的电动机器

本发明涉及一种电动机器，该电动机器在机器壳体中具有一个定子和被安排在一个电动机轴上的一个转子，该电动机轴被支撑在非驱动侧上的一个轴承机组之中。在此，一种电动机器应理解为意味着具体来说是一种可以作为泵机组的动力机而联接到例如液压泵（伺服泵）的工作机器上的电动机。

这种类型的电动机器通常具有两个轴承，这些轴承以一种可旋转移动的方式支撑电动机轴的轴端，该电动机轴携带转子（电枢），这些轴承由在端侧覆盖该机器壳体的端盖接纳。在此，称为非驱动轴承（非驱动端盖）的输出侧轴承通常为一个定位轴承，而对置的转子或电枢轴承经常被构造为一个滑动座，以便使之有可能补偿转子（电枢）的热膨胀。定位轴承和滑动座的这种安排还可以相反。

结合一台工作机器，例如一种用于传送液压液的泵而言，电动机器（其随后也称为一种动力机）经常经由一个旋转轴而被机械地连接到该工作机器（泵）上。将该动力机的电动机轴联接到该工作机器的轴（泵轴）上是可以经由一个齿轮机构或经由一个联轴器来发生。这类联轴节确保了在这类机组的工作过程中对生产和/或组装容差的必要补偿，并且确保了对电动机器的转子和定子的不同热长度膨胀的补偿，以便吸收对应的位移差。

然而，经常包含对磨损敏感的元件的这类联轴器在伺服电动机控制的液压泵（液压机组）中的使用要求了额外的安装空间并且此外减小了轴连接的扭转刚度。在通过例如转换器控制的压力调节而对一个液压泵进行伺服电动机控制的情况下，尤其在要求宽扭矩调节的高度动态应用中，这导致了使用的调节电路的工作范围上的显著退化。

本发明是基于指明一种电动机器的目标，该电动机器是改进的，具体来说相对于轴安装而改进的，并且能够以简单和可靠的方式联接到工作机器上，具体来说联接到一个液压泵上。

根据本发明，这个目标由权利要求1的特征实现。有利的优化、发展以及变体是从属权利要求的主题。

为此，该电动机器具有一个轴承机组，该轴承机组被径向有弹性地并且轴向可移位地安排在非驱动端盖或那里的一个轴承毂内，并且具有一个滚珠轴承安排。为此，在该轴承毂内的该滚珠轴承安排适当地由一个套筒或衬套围绕，该套筒或衬套就其本身而言径向地位于一个弹性体元件上，具体来说一个O形环上，这样使得该套筒或衬套可以稍微轴向地被移位。

该滚珠轴承安排有利地具有两个深槽滚珠轴承，由于弹性体元件，该滚珠轴承安排由电动机器（电动机）的一个同样标准的轴承毂以径向有弹性并且轴向可移位的方式而接纳。为了阻止滚珠轴承的滚子的滑动，简单并且廉价构建的轴承机组被构造成本身被施加预应力的一个模块。

此处，本发明从以下考虑而进行：如果借助于一个刚性轴连接也就是说一个刚性联轴节或一个连续轴，在没有专用驱动侧轴承的情况下，将电动机器安装在有待驱动的工作机器上，该工作机器就其本身而言具有轴向地并且径向地固定该机器的一个自安装装置，则可以实现作为动力机的一个电动机器与例如呈一个液压泵形式的一个驱动机器的一种紧凑构建。为了使得这成为可能，如已发现，要避免电动机安装的一个超过界定的性质。这可以凭借以下事实而实现：在驱动侧上没有轴承的电动机轴的非驱动侧安装是径向有弹性并且轴向至少稍微可移位的构形。

如已发现，这类非驱动侧安装的径向并且稍微轴向可移位性可以一种简单的方式借助于一个套筒而实现，该套筒首先接纳优选地具有两个深槽滚珠轴承的一个滚珠轴承安排，并且其次经由一个弹性元件被径向地支撑在外部。具有插入的滚珠轴承的套筒被推送到一个同样标准的非驱动侧轴承毂中，并且以弹性元件上的组装好的状态放置在那里，该弹性元件被提供在套筒的外圆周上。

在该轴承机组内的预应力借助于优选地呈波形垫圈形式的一个补偿垫圈而适当地产生，这样这些深槽滚珠轴承彼此抵靠轴向地支持。其结果是，确保了滚珠轴承的所要求的最小负载，甚至在电动机轴上没有外部负载，并且避免了滚珠轴承的滚子的滑动，结果是可靠地阻止了这些减磨轴承的故障。

该轴承机组适当地具有作为这两个深槽滚珠轴承的内环之间的间隔元件的一个调整垫圈。此外，方便地提供了一个外紧固环，该外紧固环将轴承机组的该滚珠轴承的、与所述外紧固环相邻的轴承外环固持在轴向位置中。所述外紧固环通过其外缘被方便地插入在该轴承套筒或衬套的内壁侧上做出的一个环形槽之中。

进而优选地安排在该轴承侧上（在该轴承侧上还提供有波形垫圈和外紧固环）的一个适当额外提供的内紧固环确保了对滚珠轴承安排的相邻轴承内环的轴向固定。该内紧固环通过其外缘位于在电动机轴的轴承侧轴柄的圆周侧上做出的一个环形槽之中。

在一种用于将驱动机组与作为动力机的电动机器并且与工作机器进行组装的方法中，相应地首先将具有置放到其电动机轴上的一个收缩盘的动力机的转子置放到该工作机器的机器轴的面对的轴端上，并且将其引导到一个组装停止件上，该收缩盘随后被夹紧，并且该电动机轴的轴端固定地连接到该机器轴的轴端上以便与其一起旋转，并且包含定子的机器壳体接着被推送到该转子上并且紧固到该工作机器的一个法兰上。该停止件有利地借助于被定位到或被可拆卸地附接到该工作机器的法兰上的一个间隔或轴承模板而产生。

通过本发明实现的优点具体在于以下事实：以一个模块的形式提供了补偿静态径向和静态或热诱导的轴向容差的一个安装或轴承机组，该模块被支持在自身内并且可以被引入到已经存在的一个标准端盖的轴承毂中，而不是一个常规滚珠轴承。其结果是，首先不要求特别的端盖，这使得一台具有低支出的机器或电动机安装成为可能。其次，根据本发明开发出的轴承机组仅包括一个简单的旋转对称的轴承套筒和多个另外的仅廉价的、标准化的或标准的部件。此外，该轴承机组到该轴承毂中的组装限于在该轴承模块中简单推送。

此外，在该轴承毂中或相对于该轴承毂的轴承机组的防旋转保护借助于弹性体元件（O形环）通过摩擦连接而单独地产生，其结果是该弹性体元件（O形环）执行一个双重功能，即首先是轴承机组的径向弹性并且其次是其防旋转保护。其结果是，不要求套筒与轴承毂的额外的、强制性的锁定连接，以便阻止该套筒或该轴承机组的共转。此外，该弹性体或该O形环仅充当轴承座并且不用来承受力。

该电动机器并且具体来说根据本发明的轴承机组使得提供一种比较节约成本的机组成为可能，该比较节约成本的机组在用作动力机的电动机器（电动机）与呈例如一个液压泵形式的驱动机器之间具有一个刚性轴附接或者一个连续轴，该电动机不具有驱动侧轴承。由于根据本发明构形的轴承机组，仅在借助于一个收缩盘而呈一个连续单件轴或一个轴附接形式的这类适当刚性联轴节的情况下要求的静态容差补偿在该轴的旋转参考系统中借助于一个动态容差补偿未得到实现，该动态容差补偿随后被要求呈复杂的联轴节的形式。相反，根据动力机的本发明的径向有弹性并且轴向可移位的非驱动侧安装同样静态地确保了容差补偿。

根据本发明的机器并且具体来说根据本发明的轴承机组特别适于其中将电动机直接附接到有待驱动的一个自安装的驱动机器上是有利的这类伺服泵和应用。然而，该电动机器还可以是一个发电机，或可以此状态操作。

由于轴承机组的模块化设计，结合可以由一个径向输入致动的一个整合的刚性联轴节和可以在电动机组装之后适当地释放的一个驱动侧传输紧固装置，该电动机器或该电动机可以一个套件的方式来构建。这使得甚至在一个快速旋转的窄电动机的情况下的使用成为可能。此外，电动机到具有输入轴的适当自安装装置的一台机器上的附接还可以在客户的前提下发生。

在下文中，将使用附图更详细地解释本发明的示例性实施例，在附图中：

图1示出了具有一个电动机的泵机组的部分纵截面，该电动机具有一个电动机轴，该电动机轴在驱动侧没有轴承，并且被辊式安装到非驱动侧上，

图2示出了来自图1的、在一个轴承套筒内具有两个深槽滚珠轴承的非驱动侧轴承机组的放大细节II，并且

图3示出了根据图1的泵机组，该泵机组具有一个止动模板和用于将该电动机轴连接到一个泵轴上的一个轴收缩盘。

彼此相对应的部分在所有图中均被配备有相同的标记。

图1示出了一台电动机1的纵截面，该电动机被联接到例如一个液压泵的一个泵2上，以便制造一个泵机组3。在泵机组3内，电动机1形成电力机器，而液压泵2是驱动机器。电动机1的电动机轴4和泵2的机器轴5借助一个夹紧盘或收缩盘6而彼此刚性地相连接。为此，在驱动侧上被引导到机器壳体7（该机器壳体在下文中称为电动机壳体）之外的电动机轴4的轴端8啮合在面对该电动机轴的有待联接的泵2的机器轴5的轴端9之上。在拧紧该收缩盘6发生之后，轴端8、9以旋转牢固的并且无游隙的方式彼此支持。

在输出侧（驱动侧）上没有轴承的电动机1的、被引导到电动机壳体7之外的电动机轴4携带转子（或电枢）10，固定到该壳体上的定子11与该转子对置，从而在该电动机壳体7内形成一个空隙。在电动机壳体7内，电动机轴4的非驱动侧轴端（轴柄）13被安装在一个轴承机组14中，该轴端13与通过轴端8、9的刚性连接而形成的联接点12对置。在图2中以放大尺寸示出的轴承机组14被插入到一个非驱动侧端盖16的轴承毂15之中。

在联接点12的区域中，电动机壳体7借助多个法兰螺钉18而附接到泵2的一个泵法兰17上。经由联接点12，电动机1在没有专用驱动侧轴承的情况下经由轴端8、9的刚性联接而连接到从动泵2，该从动泵自身具有一个完整的自安装装置（其方式未更加详细地示出），其结果为电动机轴4的位置被轴向地并且径向地固定。

突出超过电动机壳体7的信号安装盒19和电源安装盒20用来将由一个电动机驱动的泵机组3连接到例如一个变频器（未示出），以用于对电动机1进行扭矩调节的和/或速度调节的控制。此处，以一种伺服泵的方式，例如由泵2传送的液压油的体积流量经由电动机1的电动机速度来设置并且调节，而对所传送的流体的压力的设置经由电动机1的扭矩调节而发生。

如从图2可以比较清楚地看出，电动机1的非驱动侧轴承机组14包括两个深槽滚珠轴承21、22，这两个深槽滚珠轴承被安排成彼此靠近并且被安排在一个套筒（轴承套筒或衬套）23内。此外，轴承机组14包括呈O形环24形式的一个弹性体元件，该O形环被安排在轴承套筒23的外圆周上以便封闭该轴承套筒，并且位于一个环形槽25之中。在该示例性实施例中，该环形槽25在轴承毂15中被做出，在该轴承毂的内圆周上。然而，作为一个替代方案，该环形槽25还可以在轴承套筒23中被做出。

选择这些装配条件，其方式为可能借助于O形环24来进行某一径向容差补偿。此处，将轴承套筒23引入到轴承毂15中或引入到非驱动端盖16中，其方式为即使在轴向方向上，轴承套筒23的某种可移位性在两个轴向方向上也均得到确保。由于轴承套筒23、O形环24与轴承毂15之间的摩擦，阻止了轴承毂15中的大致上空载的轴承机组14的轴承套筒23的共转。

这两个深槽滚珠轴承21、22借助于呈一个波形垫圈26形式的一个补偿垫圈而抵靠彼此支持。该补偿垫圈26作用在面对非驱动端盖16的外深槽滚珠轴承22的外环22a上。在补偿垫圈26的、背离所述外深槽滚珠轴承22的那侧上，提供了一个外紧固环27，该外紧固环被安置成使其外缘28处于轴承套筒23的内圆周上的一个环形槽29之中。该外紧固环27用于轴向地固定外深槽滚珠轴承22的下一个轴承外环22a。

同样地提供在补偿垫圈或波形垫圈26的区域中的一个内紧固环30用于轴向地固定外深槽滚珠轴承22的相邻轴承内环22b，并且该内紧固环被安置成使其外缘31处于在该轴端侧上、在电动机轴4中以圆周地方式做出的一个环形槽32之中。一个调整垫圈33被安置在这两个深槽滚珠轴承21和22的两个轴承内环21b与22b之间的、电动机轴4的轴端或轴柄13上。

这两个深槽滚珠轴承21和22的、可以相对于彼此移动并且由滚子34分开的内环21b、22b与外环21a、22a在没有电动机1的轴承的驱动侧上，首先被支撑在电动机轴4的轴端或轴柄13的一个突出的支撑或轴承肩台35上，并且其次被支撑在轴承套筒23的一个支撑或轴承套环36上。在与支撑套环36对置的该侧上，被构造成一个衬套的轴承套筒23被提供在具有一个内套环37的一侧上，这样轴承套筒23被安置在轴承毂15的一个相应的肩台轮廓38之中。

具有轴承套筒23和被安排在该轴承套筒中的两个深槽滚珠轴承21、22以及该套筒外侧上的O形环24的轴承机组14的实施例由轴承毂15以径向有弹性并且轴向至少稍微可移位的方式接纳。经由一个刚性轴附接而联接到泵2的电动机1的电动机安装的超过界定的性质通过借助用作补偿垫圈的波形垫圈26施加预应力的所述轴承机组14而避免，以便阻止这些滚子34的滑动。在非驱动侧上，施加了预应力的轴承机组14支撑这个轴端13，也就是说支撑电动机轴4的轴柄并且因此支撑电动机1的转子10。根据本发明的轴承机组14的构建和设计使之有可能被接纳在一个标准化的非驱动端盖16的一个标准轴承毂15中。

图3示出了泵机组3，其中在第一组装步骤1中，电动机1的转子10被置放到泵2的机器轴5的轴端9上。在此，电动机1的电动机轴4的轴端8已经携带夹紧或收缩盘6。在这个组装步骤中，轴承模板39被附接到或置放到泵2的法兰17上。当附接模板39时，在非驱动侧轴柄13上的、安置在电动机轴4（具有安装在其上的轴承单元14）上的转子10被推送到泵2的机器轴5的轴端9上，直到与模板39相接触。在这个状态下，电动机轴4相对于泵法兰17被精确地轴向定位。随后，收缩盘39通过拧紧而被支持，并且轴端8和9因此彼此刚性地相联接。

在下一个组装步骤中，模板39被拆卸。随后，包括定子11的电动机壳体7被推送而越过转子10，并且通过拧紧而被紧固到泵法兰17上。在此，轴承机组14由轴承毂15接纳，在该轴承毂的环形槽25中已经插入有O形环24。

总之，为了将具有作为动力机的一个根据本发明的电动机器1的一个驱动机组3与一台工作机器2，具体来说与一个液压泵进行组装，首先通过一个收缩盘6将该动力机1的转子10置放在工作机器2的机器轴5的面对的轴端9上，该收缩盘具体来说在预组装步骤中被置放到电动机轴4上，并且动力机1的所述转子10被引导到一个组装停止件39。随后，该收缩盘6被支持，并且在该过程中电动机轴4被固定地连接到机器轴5的轴端9上，以便与其一起旋转。于是，包含定子11的机器壳体7被推送到转子10上，并且被紧固到工作机器2的法兰17上。

标记清单

1      电动机

2      泵

3      泵机组

4      电动机轴

5      机器轴

6      夹紧/收缩盘

7      机器/电动机壳体

8,9    轴端

10     转子

11     定子

12     联接点

13     轴端/轴柄

14     轴承机组

15     轴承毂

16     非驱动端盖

17     泵法兰

18     法兰螺钉

19     信号安装盒

20     电源安装盒

21,22  深槽滚珠轴承

21a    外环

21b    内环

22a    外环

22b    内环

23     轴承套筒/衬套

24     O形环

25     环形槽

26     补偿垫圈/波形垫圈

27     外紧固环

28     外缘

29     环形槽

30     内紧固环

31     外缘

32     环形槽

33     调整垫圈

34     滚子

35     支撑/轴承肩台

36     支撑/轴承套环

37     内套环

38     肩台轮廓

39     轴承模板

Claims (14)

1.一种电动机器（1），具体来说一种用于联接到一台工作机器（2）上的动力机，该电动机器在一个机器壳体（7）中具有一个定子（11）和安排在被支撑在非驱动侧上的一个电动机轴（4）上的一个转子（10），其特征在于，被径向有弹性地并且轴向可移位地安排在该机器壳体（7）内的、该非驱动侧上的一个轴承机组（14）配备有一个滚珠轴承安排（21，22），该轴承机组（14）具有封闭该滚珠轴承安排（21，22）的一个套筒（23）和一个弹性体元件（24），在该弹性体元件上，该套筒（23）径向放置这样使得其可以在轴向方向移位。

2.如权利要求1所述的电动机器（1），其特征在于，该弹性体元件（24），具体来说一种O形环由一个环形槽（25）接纳，该环形槽在该套筒（23）中或在接纳该轴承机组（14）的一个轴承毂（15）中在外部上做出。

3.如权利要求1或2所述的电动机器（1），其特征在于，该电动机轴（4）在没有一个轴承的驱动侧上被引导到该机器壳体（7）之外。

4.如权利要求1至3之一所述的电动机器（1），其特征在于，该电动机轴（4）在该驱动侧被引导到一个联接点（12），具体来说用于联接到一台工作机器（2）上。

5.如权利要求4所述的电动机器（1），其特征在于，一个收缩盘（6）被提供在该联接点（12）处，以用于将该电动机轴（4）刚性地联接到一台工作机器（2）的机器轴（5）上。

6.如权利要求1至5之一所述的电动机器（1），其特征在于，该滚珠轴承安排（21，22）包括两个深槽滚珠轴承，这两个深槽滚珠轴承借助于呈一个波形垫圈形式的一个补偿垫圈（26）而相对于彼此支持。

7.如权利要求6所述的电动机器（1），其特征在于，该轴承机组（14）具有安排在这些深槽滚珠轴承（21，22）的内环（21b，22b）之间的一个调整垫圈（33）。

8.如权利要求1至7之一所述的电动机器（1），其特征在于，该轴承机组（14）具有用于轴向地固定该滚珠轴承安排（21，22）的相邻轴承外环（22a）的一个外紧固环（27）。

9.如权利要求8所述的电动机器（1），其特征在于，该外紧固环（27）被安置成使其垫圈外缘（28）处于一个环形槽（29）中，该环形槽被提供在该套筒（23）中的内侧上。

10.如权利要求1至9之一所述的电动机器（1），其特征在于，该轴承机组（14）具有用于轴向地固定该滚珠轴承安排（21，22）的相邻轴承内环（22b）的一个内紧固环（30）。

11.如权利要求10所述的电动机器（1），其特征在于，该内紧固环（30）被安置成使其环外缘（31）处于一个环形槽（32）中，该环形槽被提供在该电动机轴（4）的轴承侧轴柄（13）中的圆周侧上。

12.一种驱动机组（3），该驱动机组具有作为动力机的如权利要求1至11之一所述的电动机器（1），并且具有一台工作机器（2），具体来说是具有一个自安装装置的一个泵，优选的是一个液压泵。

13.一种电动机器（1）的轴承机组（14），该电动机器具体来说是在联接到一台工作机器（2）的驱动侧上没有轴承的电动机，该轴承机组具有一个滚珠轴承安排（21，22）和封闭该滚珠轴承安排的一个套筒（23），并且具有一个弹性体元件（24），具体来说是其上径向地放置有该套筒（23）的一个O形环。

14.如权利要求13所述的轴承机组（14），其特征在于，该弹性体元件（24）由一个环形槽（25）接纳，并且在外侧上被引入到该套筒（23）中或一个轴承毂（15）中，其方式为使得该套筒（23）被固持在一个轴承毂（15）中，这样使得其不可以被旋转但可以被至少稍微地轴向地移位。

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