CN103516084A - 电枢叠片组的固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于直流电动机的电枢叠片组（2）的固定装置（1），其特征在于，所述固定装置（1）布置在直流电动机的电枢叠片组（2）和轴（3）之间并且构造为所述电枢叠片组（2）到所述轴（3）上的扭转柔软的连接。

Description

电枢叠片组的固定装置

技术领域

本发明涉及一种用于直流电动机的电枢叠片组的固定装置。本发明还涉及一种直流电动机。

背景技术

在现有技术中已知具有刚性固定在轴上的电枢叠片组的、电刷换向的直流电动机。所述叠片组在此一般大部分都压靠到轴上。叠片组和绕组在此借助塑料相互电绝缘，其中所述绝缘部可以包括例如绝缘掩膜、绕组的塑料涂层或塑料注塑包覆。在电枢叠片组的内部区域中可以存在通风开口。

DE 199 33 037 A1公开了一种轴-电枢叠片-固定部，用于将电枢叠片或电枢叠片组固定在轴上。在此，包围轴的电枢叠片具有至少一个轴向面，从轴由于塑料变形产生的凸部贴靠在所述轴向面上，并且防止了轴向移动和回转式扭转。

发明内容

本发明的任务是，提供一种在振动技术方面改进的、电枢叠片组到轴上的连接。

该任务通过一种用于直流电动机的电枢叠片组的固定装置得以解决，所述固定装置的特征在于，所述固定装置布置在直流电动机的电枢叠片组和轴之间并且构造为电枢叠片组与轴的扭转柔软的连接。

通过根据本发明将电枢叠片组扭转柔软地连接到轴上，能够有利地获得解耦效果和减振效果。由此能够有利地实现电枢叠片组和与轴连接的并且由直流电动机驱动的风扇之间的声学解耦。有利地，借助根据本发明的固定装置让直流电动机的电枢叠片组的固有频率比风扇的固有频率更低。因此有利地排除了所述元件之间的有害的声学共振。

根据本发明的固定装置的一种实施方式的特征在于，固定装置由塑料制成。由于塑料比电枢叠片组或者说轴的钢要显著更软（大约软30个因子）并且更减振这一事实，因此利用塑料能够有利地实现两个元件之间的良好的解耦作用或减振作用或者说缓冲作用。

固定装置的一种实施方式的特征在于，在固定装置的布置在轴上的第一部段和径向间隔开的第二部段之间构造有径向的连接片。以这种方式构造一种弹簧元件，所述弹簧元件能够缓冲电枢叠片组的由外部导入的运动或者力。这有利地得出要简单生产的元件，利用所述元件能够很好地确定弹簧作用的大小。

在另一种实施方式中，固定装置与直流电动机的电枢绝缘部的塑料部件一体地构造。

根据本发明的固定装置的一种实施方式的特征在于，连接片沿轴向至少部分区段地布置在第一部段与第二部段之间。由此也有利地得到一种用于确定扭转弹簧的弹簧刚度的方案。

本发明的一种实施方式的特征在于，连接片构造为风扇叶片。利用风扇叶片能够很好地导出热空气，由此有利地形成马达的改进的内部通风。

固定装置的一种改进方案规定，固定装置是橡胶-金属-元件。由此能够使用具有良好的减振特性的成本低廉的标准构件。

根据本发明的固定装置的一种实施方式的特征在于，橡胶-金属-元件的金属元件具有柱形并且具有径向的成形部，所述成形部在金属元件上分别相互对准并且错开地布置。通过所述成形部能够有利地避免沿周向方向作用到金属元件之间的橡胶元件上的剪切力。

固定装置的一种实施方式的特征在于，固定装置与直流电动机的换向器的塑料部件一体地构造。由此直流电动机的换向器也能够有利地从根据本发明的解耦效果中获益。

固定装置的一种实施方式的特征在于，固定装置具有凸缘，在所述凸缘上固定电枢叠片组。因此提供了一种用于将电枢叠片组确定地固定在固定装置上的简单形成的固定方案。

固定装置的实施方式的特征在于，固定装置沿轴向并且径向环绕地部分部段地与轴间隔开，其中，固定装置与轴的连接从轴向上来看布置在电枢叠片组的区域内或换向器的区域内。因此，在开始提到的变化方案中，具有换向器的部段贴靠在固定装置的自由端部上，由此换向器能够通过固定装置随着电枢叠片组相联系地一起振动。以这种方式和方法在很大程度上阻止了换向器钩和绕组之间的相对运动并且因此有利地减轻了绕组的换向器焊接部的负载。

在第二种变化方案中，固定装置的自由端部在电枢叠片组的区域内，从而使得固定装置的自由的扭转长度变大并且由此能够减小换向器的区域内自由端部和轴固定部之间的振动。换向器能够随着还存在于固定装置的该区域内的小的振动部件一起振动。有利的是，即使在这种情况下，也不会使换向器的焊接部负载。

本发明的一种实施方式的特征在于，固定装置与轴的连接元件构造为金属环。以这种方式有利地提供了一种将固定装置固定在轴上的成本低廉的、替代方案。

固定装置的一种实施方式的特征在于，固定装置构造为两部分，其中，借助第一部分将电枢叠片组固定在轴上，借助第二部分将换向器固定在电枢叠片组上。以这种方向也能够让换向器参与到固定装置的解耦作用中来，因为基本上不再可能形成换向器和电枢叠片组之间的相对运动。

固定装置的实施方式的特征在于，换向器和固定装置的第二部分形状锁合地或者力锁合地相互连接。由此能够从多种在技术上证明有效的连接方案中进行选择，所述连接方案全部都能够使换向器良好地连接并且固定地坐落在固定装置的第二部分上。

根据本发明的另一个方面，提供了一种直流电动机，其具有：

-固定装置，用于将直流电动机的电枢叠片组固定在直流电动机的轴上；

其中，固定装置布置在电枢叠片组和轴之间并且构造为电枢叠片组与轴的扭转柔软的连接。

本发明的一个优点在于，通过将电枢叠片组扭转柔软地连接到轴上，很大程度上减少或者排除电枢叠片组到同样连接到轴上的风扇上的振动传递。由此能够有利地减小声学上的共振并且由此减少整个结构的噪声水准。因此能够显著地提高风扇（例如在车辆领域中）的使用舒适性。

附图说明

下面借助多个附图以其他特征和优点详细描述本发明。其中，所有描述的或者示出的特征本身或者以任意组合形成本发明的主题，与其在权利要求中的总结或者其回引关系无关，并且与其在说明书中或附图中的表达或阐述无关。附图首先构想用于阐明对于本发明来说重要的原理并且并不是必须符合比例。

在附图中：

图1 示出根据本发明的固定装置的第一种实施方式；

图2 示出根据本发明的固定装置的另一种实施方式；

图2a 示出图2的根据本发明的固定装置的实施方式的横截面；

图2b 示出根据本发明的固定装置的另一种实施方式的横截面；

图3 示出根据本发明的固定装置的另一种实施方式；

图3a 示出根据本发明的固定装置的另一种实施方式；

图3b 示出根据本发明的固定装置的另一种实施方式；并且

图4 示出根据本发明的固定装置的另一种实施方式。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的固定装置的第一种实施方式的纵截面。借助固定装置1，通常由钢制成的电枢叠片组2作为电刷换向的直流电动机的转子的一部分与直流电动机的轴3连接。直流电动机具有带有多个换向器片的换向器7，在所述换向器片的换向器钩7b中钩入了绝缘的、围绕电枢叠片组2缠绕的绕组（未示出）。固定装置1优选由塑料制成并且具有两个部段，其中，固定装置1的第一部段直接布置在轴3上。径向并且围绕轴3环绕地与所述第一部段间隔地布置第二部段，在所述第二部段中布置或者支承有电枢叠片组2。借助由塑料制成的固定装置1以这种方式提供了电枢叠片组2到轴3上的扭转柔软的连接。这使得所述两个钢制部件（电枢叠片组2和轴3）在振动技术上相互解耦。因此，（例如借助卡爪（Mitnehmer））同样布置在轴3上的、由马达驱动的风扇（未示出）不会与电枢叠片组2进入到声学的共振高峰（Resonanzüberhöhung）。

在第一部段与第二部段之间构造有优选径向的连接片4，所述连接片至少部分部段地沿轴3的轴向布置。连接片4能够优选构造为风扇扇叶，其优点在于，除了解耦作用或减振作用，还起到用于马达的固定装置1的通风作用。

图2示出根据本发明的固定装置的另一种实施方式。在这种变化方案中，固定装置1构造为橡胶-金属-元件，所述橡胶-金属-元件在外部的和内部的金属元件5a、5b之间具有减振的橡胶元件9。以这种方式和方法还能够实现电枢叠片组2与轴3解耦。

图2a示出图2的橡胶-金属-元件的横截面视图，所述橡胶-金属-元件具有布置在柱形的成形的金属元件5a、5b之间的橡胶元件9。

图2b示出形式为橡胶-金属-元件的根据本发明的固定装置1的另一种实施方式。能够看出，在外部的金属元件5a和内部的金属元件5b上分别构造有金属的成形部6，所述成形部相互对准并且径向错开地布置，由此实现内环和外环的一种多边形（之字形或者回形）的形状。由此有利地在很大程度上保护布置在所述环之间的橡胶元件9不受到剪切，因为橡胶元件9的力负载的区域由于所述成形部6部分节段地变小。

图3示出根据本发明的固定装置的另一种实施方式。能够看出，在这种实施方式中，固定装置1与换向器7的塑料部件7a一体地构造。这使得不仅换向器7还有电枢叠片组2都由同一保持元件保持，由此有利地长期防止了固定在电枢叠片组2和换向器钩7b上的绕组（例如漆包线绕组）之间的有害的相对运动。由此减轻了将绕组焊接在换向器钩7b上的换向器焊接部的负载。也就是以这种方式对于换向器7而言还实现了解耦作用。优选在固定装置1中布置凸缘8，由此支持电枢叠片组2位置精确地定位在固定装置1上。

在附图中未示出的是具有轴3的固定装置1的整体结构的一种变化方案，其中，轴3在根据本发明的固定装置1的区域内具有在轴3的长度上均匀减小的直径。以这种方式减小轴3的扭转刚度，由此能够额外地解耦通往从动部的电枢振动。当然还可以考虑其他减小轴3的直径的方式、如例如轴3的削平或者滚花。

图3a示出固定装置的在图3中示出的实施方式的一种变型方案。在这种情况下，具有换向器7的部段与轴3间隔开、也就是贴靠在固定装置1的自由端部上。由此换向器7能够通过固定装置1随着电枢叠片组2相联系地一起振动。在这种情况下，还有利地减轻了换向器焊接部的负载，因为基本上消除了绕组和换向器7的钩之间的相对运动。通过确定固定装置1与轴3的间距的大小，能够确定固定装置1的减振性能的强度（例如借助有限元法）。

图3b示出图3所示的固定装置的实施方式的另一种变型方案。在这种情况下，固定装置1与轴3的连接部段从轴向上看处于换向器7的区域内。由此具有电枢叠片组2的部段贴靠在固定装置1的自由的、与轴3间隔开的端部上，由此减小了固定装置1的所述自由端部和连接部段之间的振动。也就是换向器7仅仅随着在固定装置1的轴向部段内仍然出现的那部分振动一起振动。也就是在这种情况下还有利地减轻了换向器焊接部的负载。

图4示出根据本发明的固定装置的另一种实施方式。在这种情况下，固定装置1构造为两部分，其中，第一部分1a设计用于将电枢叠片组2与轴3固定起来。第二部分1b用于将换向器7固定在电枢叠片组2上。以这种方式还防止了绕组（未示出）和电枢叠片组2之间的相对运动，由此对换向器7而言也能够利用解耦作用。

为了固定换向器7的塑料部件7a与固定装置1的第二部分1b，可以考虑多种方案。例如可以在所述部件之间设置力锁合的连接（例如压配合）。此外也可以考虑在所述部件之间构造形状锁合的连接（例如借助键槽连接（Kerbverzahnung））。通过所述连接方案，长期支持换向器7的塑料部件7a稳定地坐落在电枢叠片组2上。

总而言之，利用本发明提供了一种解耦并且减振的、将电枢叠片组连接到直流电动机的轴上的连接部。为此目的，借助减振的塑料元件阻断了振动的电枢叠片组通往轴的噪声路径。通过借助塑料元件使电枢叠片组扭转柔软地连接到轴上，减小了电枢叠片组连同轴的刚度。由此向低调整扭转频率并且低于与轴基本上刚性连接的风扇的固有频率。因此，通过“彼此拉开”所述两个固有频率能够有效地阻止共振。

由于塑料是软材料这一事实，因此固定装置的变形会朝向轴的中心点减小，由此在一定程度上“消除（wegdämpfen）”驱动的电枢叠片组的激励能量。

有利的是，能够通过上述确定大小的选择方案确定扭转弹簧的弹簧刚度，由此能够基于由马达的运行性能预先确定的力的频率，确定系统的固有频率的大小。如果所述频率相互离的足够远，那么就能够实现最佳的解耦效果。

也就是有利的是，能振动的系统（电枢叠片组加上轴加上风扇）的力相互解耦。在此，位于外部的电枢叠片组和位于外部的风扇如质量块一样作用，并且位于内部的长轴如可扭转的弹簧一样作用。根据本发明，使得整个系统的旋扭刚度如必需的一样小，以使得电枢叠片组和风扇的振动相互解耦。

有利的是，能够以简单的方式在整个组件中通过轴和电枢叠片组的塑料注塑包覆方法制造根据本发明的固定装置，由此有利地省去了将所述预制部件接合起来的过程。

专业技术人员能够看出，按照根据本发明的原理能够实现根据本发明的固定装置的多种实施方式。也就是说专业技术人员还会考虑用于固定装置的形状和材料，这在前面未公开或者仅部分地公开，而不会因此偏离本发明的核心。此外专业技术人员还会看出，根据本发明的扭转柔软的耦接的原理不局限于由直流电动机驱动的风扇。

Claims (15)

1. 用于直流电动机的电枢叠片组（2）的固定装置（1），其特征在于，所述固定装置（1）布置在直流电动机的所述电枢叠片组（2）与轴（3）之间，并且构造为所述电枢叠片组（2）与所述轴（3）的扭转柔软的连接。

2. 按照权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述固定装置（1）由塑料制成。

3. 按照权利要求1或2所述的固定装置，其特征在于，所述固定装置与直流电动机的电枢绝缘部的塑料部件一体地构造。

4. 按照权利要求1、2或3所述的固定装置，其特征在于，在所述固定装置（1）的布置在所述轴（3）上的第一部段与径向上间隔开的第二部段之间构造有径向的连接片（4）。

5. 按照权利要求4所述的固定装置，其特征在于，所述连接片（4）沿轴向至少部分部段地布置在所述第一部段与所述第二部段之间。

6. 按照权利要求4或5所述的固定装置，其特征在于，所述连接片（4）构造为风扇叶片。

7. 按照权利要求1、2或3所述的固定装置，其特征在于，所述固定装置是橡胶-金属-元件。

8. 按照权利要求7所述的固定装置，其特征在于，所述橡胶-金属-元件的金属元件（5a、5b）具有柱形并且具有径向的成形部（6），所述成形部在所述金属元件（5a、5b）上分别相互对准并且错开地布置。

9. 按照权利要求1、2或3所述的固定装置，其特征在于，所述固定装置与所述直流电动机的换向器（7）的塑料部件一体地构造。

10. 按照权利要求9所述的固定装置，其特征在于，所述固定装置具有凸缘（8），在所述凸缘上固定所述电枢叠片组（2）。

11. 按照权利要求9或10所述的固定装置，其特征在于，所述固定装置沿轴向径向环绕地、部分部段地与所述轴（3）间隔开，其中，所述固定装置（1）与所述轴（3）的连接从轴向上看布置在所述电枢叠片组（2）的区域内或者在所述换向器（7）的区域内。

12. 按照权利要求11所述的固定装置，其特征在于，所述固定装置与所述轴（3）的连接元件（9）构造为金属环（10）。

13. 按照权利要求1、2或3所述的固定装置，其特征在于，所述固定装置（1）构造为两部分，其中，借助第一部分（1a）将所述电枢叠片组（2）固定在所述轴（3）上并且借助第二部分（1b）将所述换向器（7）固定在所述电枢叠片组（2）上。

14. 按照权利要求13所述的固定装置，其特征在于，所述换向器（7）和所述固定装置的第二部分（1b）形状锁合地或力锁合地相互连接。

15. 直流电动机，其具有：

- 固定装置（1），用于将直流电动机的电枢叠片组（2）固定在直流电动机的轴（3）上；

- 其中，所述固定装置（1）布置在所述电枢叠片组（2）和所述轴（3）之间并且构造为所述电枢叠片组（2）与所述轴（3）的扭转柔软的连接。

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