CN103516068B - 电机和相应的具有构造为电动机的电机的流体静力激励器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电机，尤其是用于流体静力激励器的电动机，设有定子、转子和机器壳体，其中，所述机器壳体具有内部空间，所述定子和转子容纳在所述内部空间中，其中，所述定子固定在所述机器壳体上并且所述转子可转动地容纳在所述定子中。根据本发明，所述定子借助所述定子的外周缘和所述机器壳体的径向限界内部空间的壳体部分之间的第一压连接和借助所述机器壳体的伸入到定子的空槽中的另外壳体部分和所述定子的限界空槽的内周缘的轴向部段之间的第二压连接进行固定。进一步地，相应的流体静力激励器设有构造为电动机的电机。

Description

电机和相应的具有构造为电动机的电机的流体静力激励器
技术领域
本发明涉及一种电机，尤其是用于流体静力激励器的电动机，所述电机具有定子、转子和机器壳体，所述机器壳体构成一个容纳所述定子和转子的内部空间，其中，所述定子固定在机器壳体上并且所述转子可转动地容纳在所述定子中。
背景技术
一个相应的电机(电机的调节器)作为电动机和/或发电机是已知的，其中，作为电动机和作为发电机使用的电机称作电动发电机组。这种具有定子(也称作静子)和可转动地容纳在所述定子中的转子(也称作动子)的电机一般称作内部转子。所述定子在这里固定在壳体上。所述机器壳体的材料具有不同于所述定子的材料的另一膨胀系数(热膨胀系数)，因此所述定子能够不另外借助成本适宜的连接，例如压连接或压配合固定在壳体中。
在汽车应用中使用的电机存在大的运行温度带，由在极圈上使用的冷却汽车中的负温度到在连续运转和高环境温度时达到的运行温度。这些运行温度带ΔT能够在-40℃到150℃范围内的环境温度因而包括绝对近200℃(200K)。在用于这些用途的电机中，机器壳体的材料具有不同于所述定子的材料的另一膨胀系数，因此能够在相应的温度条件下容易使仅以压连接而固定在壳体中的定子被解除。
构造为电动机的电机使用在例如在用于汽车离合器的流体静力激励器中，也即流体静力离合器激励器(HCA：Hydrostatic Clutch Actuator)。从WO 2011/127888A2已知一种具有相应电动机的流体静力激励器，它的定子牢固地容纳在杯形端罩中。在端罩和机器壳体之间不设置压合座，不如说所述定子和端罩的连接借助螺栓固定在机器壳体中。
发明内容
本发明的任务是提出一种电机，它的定子成本适宜地且在电机的壳体材料和定子材料的膨胀系数不同的情形下牢固地固定在机器壳体中。
根据本发明，这个任务的解决通过本发明的一个实施例的特征实现。本发明的优选设计方案在其他实施例中给出，它们能够分别单独地或者以组合方式构成本发明的一个方面。
根据本发明提供一种电机，在所述电机中，所述定子借助所述定子的外周缘与所述机器壳体的径向限界内部空间的壳体部分之间的第一压连接和借助所述机器壳体的伸入到定子空槽中的其他壳体部分与所述定子的限界空槽的内部周缘的轴向部段之间的第二压连接进行固定。所述定子也借助两个压配合(两个压连接)固定在壳体中。两个压连接的有效工作方向或者相应的压配合的有效工作方向彼此相反。所述压连接在这里优选设置成使两个压连接的表面至少部分对置。
所述定子在这种电机的壳体中的固定用于(a)吸收来自质量加速度的纵向轴向力和动态力；(b)所述定子在电机内部的径向和轴向定位，以及(c)在定子和壳体之间不存在相对运动的情形下，电动机转矩的支承。
所述壳体尤其用不同于定子的另一种材料制成。在这里，所述壳体的材料(壳体材料)尤其也具有不同于定子的材料(定子材料)的另一膨胀系数(热膨胀系数)。在这一情形下，所述固定必须借助所述两个压连接这样构造，以使得所述定子和壳体之间的固定连接保证适于预定的总运行温度带。
根据本发明的一优选实施例，所述空槽在定子构成用于容纳所述转子的容纳空间。所述转子可转动地安置在这个构造为容纳空间的空槽中。所述定子在这里通过构造为中空圆柱形，其中，相应的中空圆柱形具有外周缘和内周缘。
根据本发明的又一优选实施例，所述伸入到空槽中的其他壳体部分在轴向方向上延伸到所述空槽中。所述其他壳体部分例如构造为管接头的形式。
在本发明的另一优选设计方案中，所述定子在它的外周缘上具有凸缘以构成第一压连接和/或在它的内周缘上在轴向部段中具有凸缘以构成第二压连接。这个凸缘或者这些凸缘是/构成用于一个压连接或者这些压连接的压合座的变厚部分。
根据本发明的另一优选设计方案，所述机器壳体具有壁区段，用于连接所述径向限界内部空间的壳体部分和伸入到空槽中的其他壳体部分并且具有至少一个另外的固定装置以在机器壳体中固定所述定子。这个壁区段优选地构成所述机器壳体的轴向终端。所述另外的固定装置是螺栓、铆钉或者类似装置。
还根据本发明的另一优选设计方案，所述壳体的材料比所述定子的材料具有更高的膨胀系数。
特别地，所述壳体的材料是铝或者铝合金且所述定子的材料是铁磁材料。所述定子的铁磁材料尤其是钢。所述定子(静子)优选包括具有多个叠置堆叠的定子板的定子板组。所述定子板因而尤其是钢板。钢具有纵向膨胀系数11.1x10-6K-1，相反，铝具有纵向膨胀系数23.1x10-6K-1。
根据本发明的优选设计方案，所述两个压连接这样布置以适于电机的预定运行温度带，即所述定子在温度带的一端处的温度时借助其中一个压连接和在所述温度带的另一端处的温度时借助另一压连接固定在所述机器壳体的内部空间中。例如所述壳体的材料比所述定子的材料具有更高的膨胀系数，因此所述定子在所述运行温度带的最低温度(例如在KFZ应用中-40℃)时借助在定子的外周缘上的第一压连接固定在所述壳体中并且在所述运行温度带的最高温度(例如在KFZ应用中+150℃)时借助在所述定子的内周缘上的第二压连接固定在所述壳体中。
根据本发明的优选实施例，所述电机是用于汽车应用，尤其是用于机动车应用的电机。所述电机尤其是用于流体静力激励器的电动机。
本发明还涉及一种具有主动缸的流体静力激励器。所述流体静力激励器包括壳体和在所述壳体中轴向可移动的、对充满压力介质的压力室施加压力的活塞，具有将旋转驱动改变成轴向运动的行星滚动变速器，所述行星滚动变速器具有套筒、变速器心轴和在它们之间滚动的行星滚动体，以及具有驱动所述行星滚动变速器的前述电机。该电机在这里构造为电动机，其中，所述电机的电机壳体是流体静力激励器壳体的一部分。
附图说明
下面将参考附图，借助优选实施例示例性地描述本发明，其中，下面示出的特征不仅单独地也以组合的方式显示本发明的一个方面。在附图中示出：
图1根据本发明第一设计方案的构造为电动机的电机的剖视图；
图2根据本发明第二设计方案的构造为电动机的电机的剖视图；以及
图3根据本发明第三设计方案的构造为电动机的电机的剖视图。
具体实施方式
图1以剖视图示出构造为电动机10的电机12的一部分。所示电动机10是用于离合器的流体静力激励器14的一部分(HCA：Hydrostatic Clutch Actuator-hydrostatischerKupplungsaktor)。然而，电机10能够是适用于其他用途的电机10。它具有定子(静子)16、转子(动子)18和机器壳体20，其中，机器壳体20收容定子16和转子18。另外，机器壳体20构成内部空间22，定子16和转子18容纳在内部空间22。定子16在内部空间22中固定在机器壳体20上。电机12在这里构造为内部动子，其中，转子18可转动地容纳在定子16中。转子18固定地安置在轴向移动的轴24上。
在这里所显示的电动机10中，转子18驱动轴24，其中，这个轴24是流体静力激励器14的变速器心轴26。借助该心轴26和激励器14的(未示出的)行星滚动变速器，轴24的围绕旋转轴线A的旋转运动改变成轴向运动，流体静力激励器14的(同样未示出的)活塞能够轴向移动。对于流体静力激励器14的结构的细节，尤其是在构造为电动机10的电机12外部区域中，参照在开头提及的出版文献WO 2011/127888A2，在这些位置上表达的关系被占用并且涉及电动机10外部的激励器14的设计方案的公开应是该申请的一部分。
在电机12的定子16中构造空槽28，空槽28构成穿过定子16的轴向偏移的通孔，其中，该空槽28在定子16中构成用于容纳转子18的容纳空间30。定子16也基本上形成中空圆柱体的形状。
定子16借助定子16的外周缘34和机器壳体20的径向限界内部空间22的壳体部分36之间的第一压连接32和借助机器壳体20的伸入到定子16的空槽28中的其他壳体部分40和定子16的限界空槽28的内周缘42的轴向部段S之间的第二压连接固定。还设置两个压连接32、34用于将定子16固定在机器壳体20中。
为了构成第二压连接34，伸入到空槽28中，更具体地说伸入到容纳空间30中的其他壳体部分40在轴向方向上延伸到空槽28或者容纳空间30中。
机器壳体20还具有轴向封闭内部空间22的壁区段44，壁区段44连接径向限界内部空间22的壳体部分36和伸入到容纳空间30中的另外壳体部分36。该连接件能够例如是一体式连接件。
定子16具有各一个凸缘46、48，在它的外周缘34上用于构成第一压连接32以及在它的内周缘42上在轴向部段S中用于构成第二压连接38。这些凸缘46、48是/构成用于各压连接32、38的压合座的变厚部分。
机器壳体20在所示实例中分别用不同于定子16的另一材料构成。在这里，所述壳体材料也具有不同于为定子材料的另一膨胀系数(热膨胀系数)。
机器壳体20的材料是铝且定子16的材料是钢。铝具有纵向膨胀系数23.1x10-6K-1。相反地，钢具有纵向膨胀系数11.1x10-6K-1。现在，两个压连接32、38布置适用于电机10的预定运行温度带ΔT，以使得定子16在温度带ΔT的下端处的温度时借助第一压连接32和在温度带的上端处的温度时借助第二压连接38固定在机器壳体20的内部空间22中。
图2和3显示电机12的另外实施例，它与图1中的实施例基本上一致，因而在这里只解释不同之处。
壁区段44在图2和3的实施例中分别具有至少一个另外的固定装置50、52以将定子固定在机器壳体20中。在图2的实例中，该另外的固定装置是螺栓连接50，在图3的实例中，该另外的固定装置是铆钉连接52。壁区段44此外还具有至少一个通孔，螺栓在螺栓连接50中或者在铆钉连接52中到达定子16中以使它与机器壳体20的壁区段44连接。
如所述的，所示的电动机10是具有主动缸的流体静力激励器14的电动机。流体静力激励器14除电动机10外还具有整个壳体和在这个整个壳体中轴向可移动的活塞以对充满压力介质的压力室施加压力。进一步地，激励器14具有将旋转驱动改变成轴向运动的行星滚动变速器，所述行星滚动变速器具有套筒、变速器心轴26和在它们之间滚动的行星滚动体以及具有驱动所述行星滚动变速器的电机12，电机12构造为电动机10。在这里，电机12的机器壳体18是整个壳体的一部分。
附图标记列表
10 电机
12 电动机
14 流体静力激励器
16 定子
18 转子
20 机器壳体
22 内部空间
24 轴
26 心轴
28 空槽
30 容纳空间
32 第一压连接
34 (定子的)外周缘
36 壳体部分
38 第二压连接
40 其他壳体部分
42 (定子的)内周缘
44 壁区段
46 凸缘
48 凸缘
50 螺栓连接
52 铆钉连接

Claims (13)

1.一种电机(12)，具有定子(16)、转子(18)和机器壳体(20)，所述机器壳体(20)构成在其内容纳所述定子(16)和转子(18)的内部空间(22)，其中，所述定子(16)固定在所述机器壳体(20)上并且所述转子(18)可转动地容纳在所述定子(16)中，其特征在于，所述定子(16)借助所述定子(16)外周缘(34)和所述机器壳体(20)的径向限界内部空间(22)的壳体部分(36)之间的第一压连接(32)和借助所述机器壳体(20)的伸入到定子(16)的空槽(28)中的其他壳体部分(40)和所述定子(16)的限界空槽(28)的内周缘(42)的轴向部段(S)之间的第二压连接(38)进行固定。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述空槽(28)构成容纳空间(30)，用于将所述转子(18)容纳在所述定子(16)中。
3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述伸入到空槽(28)中的其他壳体部分(40)在轴向方向上延伸到所述空槽(28)中。
4.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述定子(16)在它的外周缘(34)上具有凸缘以构成第一压连接(32)和/或在它的内周缘(42)上在轴向部段(S)中具有凸缘以构成第二压连接(38)。
5.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述机器壳体(20)具有壁区段(44)，所述壁区段(44)连接所述径向限界内部空间(22)的壳体部分(36)和所述伸入到空槽(28)中的其他壳体部分(40)并且具有至少一个另外的固定装置(50、52)以将所述定子(16)固定在所述机器壳体(20)中。
6.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述机器壳体(20)的材料具有比所述定子(16)的材料更高的膨胀系数。
7.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述机器壳体(20)的材料是铝或者铝合金和所述定子(16)的材料是铁磁材料。
8.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述两个压连接这样布置适用于所述电机(12)的预定运行温度带，以使得所述定子(16)在所述温度带的一端处的温度时借助其中一个压连接(32、38)和在所述温度带的另一端处的温度时借助另一个压连接(38、32)固定在所述机器壳体(20)的内部空间(22)中。
9.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述电机(12)是用于汽车应用中的电机。
10.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，该电机是用于流体静力激励器(14)的电动机(10)。
11.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述定子(16)的材料是钢。
12.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述电机(12)是用于机动车应用中的电机。
13.一种具有主动缸的流体静力激励器(14)，具有壳体和在所述壳体内轴向可移动、对充满压力介质的压力室施加压力的活塞，具有将旋转驱动改变成轴向运动的行星滚动变速器，所述行星滚动变速器具有套筒、变速器心轴(26)和在它们之间滚动的行星滚动体，以及具有根据权利要求1至9中任一项所述的、驱动所述行星滚动变速器的电机(12)，所述电机(12)构造为电动机(10)，其中，所述电机(12)的机器壳体(18)是所述壳体的一部分。
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