CN104247218A - 转子支架及制造转子支架的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种电机用转子支架,其包括用于固设至少一个磁性元件的支筒(1),其中,所述支筒(1)具有用于支承驱动轴的毂部(3)。所述转子支架的特征在于,所述支筒(1)的内周面(9)具有与所述毂部(3)间隔一定轴向距离的止挡结构(7),该止挡结构用于所述转子支架的用于进一步支承所述驱动轴的支承元件。
Description
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的电机用转子支架,以及一种如权利要求6所述的制造转子支架的方法。
背景技术
已公开了若干电机用转子支架及其制造方法。电机具有定子及可旋转地支承在该定子中的转子,其中,可以为转子与定子建立电磁耦合,从而要么将送入电机的电能转化为机械能,要么将送入电机的机械能转化为电能。亦即,电机要么作为电动机工作,要么作为发电机工作。根据该方案,可以根据工作方式将同一电机既用作电动机又用作发电机。例如在汽车领域内,特别是在混合动力车或纯电力驱动车辆的领域内,已知的可行方案是,将同一电机用作电动机,从而将电功率转化为驱动功率,其中,该电机可以在另一工作状态中以所谓的“回收”方式回收制动能量,并将其转化为电能。电机的转子通常包括带支筒的转子支架,其用于固设至少一个磁性元件。根据该方案,该磁性元件优选构造为叠片组,该叠片组配设有至少一个电绕组或至少一个永磁体,视电机的具体工作方式或结构类型而定。优选配设有多个(在周向上看)彼此角距离相等的绕组或永磁体。至少一个磁性元件可以设置于支筒的外周壁上,或该支筒的内壁上。支筒具有用于支承驱动轴的毂部。
正是在汽车领域中,重要的是,使得电机既轻(特定而言即采用薄壁方案)又能承受较大的机械负荷。此外,另一重要之处在于,以高精密度、高尺寸精度、低公差以及低间隙的方式来制造电机的零件。预先确定的转子与定子之间的间隙尺寸的、视情况甚至还沿周边变化的较小偏差可能给电机额定功率造成30%或更高的巨大功率损失。不平衡性也会导致相应的功率损失。特定而言,公差以及公差所引起的不平衡性还会导致批量制造的电机的功率从整个批量看发生剧烈波动。为降低公差和间隙的影响,电机优选由尽可能少的零件组装而成,亦即,将尽可能多的零件制成一体。
DE 103 58 456 A1及DE 10 2010 010 269 A1已公布了利用旋压来一体式地制造电机用转子支架。其中根据DE 10 2010 010 269 A1的技术教导,该旋压方法的基础是作为起始材料使用的叠片半成品。通常这要么使得采用薄壁方案且相应较轻的转子支架只能承受较小的机械负荷,要么使得能承受较高机械负载的转子支架壁部相对较厚且较重。从DE 103 58 456 A1的教导仅能看出,转子支架由金属材料制成。
此外,事实证明,在采用已知的转子支架时,驱动轴始终仅支承或支持在转子支架的毂部的区域内。因此,特别是在轴体未精确地轴向对准转子支架的情况下,可能会产生不平衡性。这一点可能会导致电机的巨大功率损失,以及功率在批量内的波动。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是,提供一种转子支架及一种制造该转子支架的方法,其中,针对采用所述转子支架的电机或一个批量的电机,显著降低或尽可能避免其功率损失,特别是功率波动。所述转子支架同时还既能承受较高的机械负载,又采用尽可能薄壁和较轻的构造方案。
本发明用以达成上述目的的解决方案是,提供一种具有权利要求1所述特征的电机用转子支架。
所述转子支架的特征在于,所述支筒的内周面具有与所述毂部间隔一定轴向距离的止挡(止动)结构,该止挡结构用于所述转子支架的支承元件以用于进一步支承所述驱动轴。所述支承元件可以定位在所述止挡结构上,并包括用于所述驱动轴的轴承,因此,该驱动轴不仅支持在所述毂部的区域内,还支持在另一与所述毂部间隔一定轴向距离的部位上。这样便能显著降低,优选完全避免不平衡性。特定而言,利用所述支承元件,能够相对于所述支筒的对称轴实现对所述驱动轴的精确而同轴的布置。总体而言,这样便能避免所述电机的功率损失,以及减小批量离散性(离散偏差),因为对驱动轴的精确支承可减小与其布置方案相关的公差。
所述转子支架优选针对应用在汽车,特别是混合动力车或电力驱动车辆中的电机而设计。
所述止挡结构优选构造为凹进部。该止挡结构优选构造为一台阶状凹陷,所述支承元件紧贴在该台阶状凹陷上。所述支筒包括(在轴向上看)大致恒定的内径,所述内径在所述凹进部的区域内(在背离所述毂部的一侧上)有所增大,从而在此处形成台阶。所述台阶优选(在周向上看)呈环形,且安装完毕后,所述支承元件贴靠在该台阶上。这样便能特别是抗倾覆地对所述支承元件进行布置,从而始终为所述驱动轴的轴承实现精确定向。
作为替代方案,所述止挡结构也可以包括多个设置于所述支筒的内壁上的凹进部和/或凸出部,这些凹进部和/或凸出部优选以彼此角距离相等的方式(在轴向上)布置于同一高度。这也有助于将所述支承元件抗倾覆地贴靠在所述止挡结构上。所述支承件优选构造为支承垫圈。作为替代方案,所述支承元件也可以呈星形。
在所述支筒的毂部中优选可以嵌入一轴承,特别是滚动轴承或滚针轴承,所述驱动轴以可相对于所述支筒旋转的方式支承在该轴承中。所述毂部的朝向所述支筒的内部的一侧上包括优选为齿系的保持装置,其用于紧固一接合装置,该接合装置优选构造为多片式接合装置。该接合装置在从动侧与所述驱动轴连接。在所述接合装置接合时,可以将转矩从所述转子支架传递至所述驱动轴上。当然,在所述接合装置接合时,特别是在“回收”工作状态中,可以沿反方向进行转矩传递,即从所述驱动轴传递至所述转子支架上。通过摩擦式地接合的接合装置状态,可以逐渐改变所传递的转矩。若所述接合装置脱开,所述转子支架便能相对于所述驱动轴自由旋转,从而不传递转矩。相应地,在所述支承元件中优选也可以设有用于可旋转地支承所述驱动轴的轴承,其优选为滚动轴承或滚针轴承。这样,在所述接合装置脱开时,所述一方面包括所述支筒,另一方面包括所述支承元件的转子支架便能相对于所述驱动轴完全自由地旋转。
所述驱动轴可以构造为一体式。这样便能在所述转子支架中实现对所述驱动轴的两点支承,即一方面将其支承在所述毂部中,另一方面支承在所述支承元件中。在另一实施例中,所述驱动轴可以构造为复合式,特别是两分式。所述驱动轴优选包括驱动侧轴元件和从动侧轴元件。根据该方案,所述驱动侧轴元件优选支承在所述支筒的毂部中,而所述从动侧轴元件优选支承在所述支承元件中。为此,在所述毂部和/或所述支承元件中可以设置有滚动轴承或滚针轴承。所述驱动侧轴元件优选不与所述从动侧轴元件连接且仅可以通过接合装置与该从动侧轴元件建立作用性连接。采用已知电机时,从动侧轴元件通常不支承在支筒中,而是仅支承在电机的壳体中或传动装置壳体中。因此,无法确保从动侧轴元件与驱动侧元件或者与转子支架的同轴性。特定而言,这样便可能出现不平衡性。而在采用所述转子支架时,所述驱动侧轴元件和所述从动侧轴元件均支承在所述转子支架中,即支承在所述毂部中及所述支承元件中,从而使得所述驱动轴支承在所述转子支架中的两个位置上。这样便能确保所述两个轴元件相对于彼此的同轴性,以及特别是相对于所述转子支架的同轴性,从而降低并尽可能完全避免不平衡性。
接合装置可以仅在所述毂部的区域内与所述支筒抗扭地(无相对转动地)连接。所述接合装置优选还额外固定在所述支筒的底部上。而所述接合装置的背离所述毂部的末端可以留作自由端。采用较小的电机时,这一方案不存在问题。但在采用较大的,特别是传递较高转矩的电机时,所述接合装置的自由端则可能导致振动或不平衡性。因此,所述接合装置优选也支承在所述支承元件中,从而支持在所述转子支架中的两个相互间隔一定轴向距离的部位上。所述接合装置优选在其背离所述毂部的末端上以可旋转的方式支承在所述支承元件中,优选支承在滚动轴承或滚针轴承中。
此外,在采用两分式轴体时,所述驱动轴可以具有一滚动轴承或滚针轴承,其中例如利用卡榫可旋转地支承有所述从动轴。这样便能进一步确保同轴的定向。当然也可以采用相反的实施方案,即所述驱动轴可旋转地支承在所述从动轴的滚动轴承或滚针轴承中。
最后,所述支筒的毂部的区域内优选还包括轴承,以供将所述支筒本身支承在例如传动装置壳体或所述电机的壳体中。该轴承也优选构造为滚动轴承或滚针轴承或固定轴承。
此处述及的所有轴承均优选构造为径向轴承。此处述及的轴承中的至少一个也可以同时构造为轴向轴承。特别优选地,此处述及的所有轴承既构造为径向轴承又构造为轴向轴承。
根据优选方案,一种具有以下特征的转子支架:所述止挡结构设置于所述支筒的背离所述毂部的末端上。这样便能确保所述支承元件设置于所述支筒的背离所述毂部的末端上,其中,将所述驱动轴,且视情况也将所述接合装置(在轴向上看)支持在以尽可能相互远离的方式布置的区域上。该方案能够增强支承的稳定性。
所述转子支架优选构造为圆筒形对称。根据该方案,此处及下文中的“轴向”指的是,以平行于所述转子支架的对称轴的方式进行定向的方向。“周向”指的是以同心方式围绕所述对称轴的方向。“径向”指的是垂直于所述轴向的方向。
根据优选方案,另一具有以下特征的转子支架:所述支筒大致呈圆筒形,其中所述止挡结构布置在环边(环形凸缘)的区域内,且其中,所述环边的形状为锥形扩展部。特定而言,所述环边设置于所述支筒的背离所述毂部的末端上。因此,所述环边的周壁在其背离所述毂部的末端区域内呈锥状扩展,从而形成所述环边。在该区域内,所述止挡结构优选构造为所述支筒的内周面上的凹进部。
根据优选方案,另一具有以下特征的转子支架:在所述支筒的内周面上设置有与所述止挡结构间隔一定轴向距离的环形槽,其用于接纳紧固件。该紧固件与所述止挡结构一同实现对所述支承元件的轴向固定。根据该方案,所述环形槽与所述止挡结构的轴向距离优选大致等同于所述支承元件的厚度。所述紧固件优选构造为卡环。安装完毕后,所述支承元件优选借助预加应力或夹紧,一方面贴靠在所述止挡结构上,另一方面贴靠在所述紧固件上,从而(在轴向上看)被固定。所述支筒的背离所述毂部的端面中优选具有凹口,以供借助适宜的钳子来设置所述构造为卡环的紧固件的末端。所述凹口优选以某种方式构造,使得相应的卡环末端不突出所述支筒的端面及其外周面。
在一种优选实施例中,所述转子支架具有附加的支撑元件,其优选构造为用于所述支筒的端盖,且其(在轴向上看)以相对于所述毂部、但以与所述毂部的轴向距离比所述支承元件更大的方式设置于所述支承元件的一侧上。所述附加支撑元件用于进一步支承所述驱动轴。根据该方案,在采用一体式驱动轴时优选实现三点支承,因为所述驱动轴支承在所述毂部中、所述支承元件中以及所述附加支撑元件中。若所述轴体具有更多零件,特别是驱动侧轴元件和从动侧轴元件,所述驱动侧轴元件优选支承在所述毂部中,而所述从动侧元件优选支承在所述支承元件中和所述附加支撑元件中。这样便能实现对所述从动侧轴元件的两点支承。总体而言,借助所述附加支撑元件能够将所述驱动轴特别稳定地支承在所述转子支架中。
所述附加支撑元件优选(在轴向上看)直接布置在所述支承元件之后。亦即,首先将所述支承元件贴靠至所述止挡结构上,其中,随后将所述附加支撑元件贴靠至所述支承元件上。最后,优选利用接纳于所述环形槽中的、可以构造为卡环的紧固件对这两个元件进行固定。在此情形下,所述环形槽与所述止挡结构的轴向距离优选大致等同于所述支承元件与所述附加支撑元件的厚度之和。安装完毕后,所述支承元件和所述附加支撑元件优选借助预加应力或夹紧,一方面贴靠在所述止挡结构上,另一方面贴靠在所述紧固件上,从而(在轴向上看)被固定。
根据优选方案,另一具有以下特征的转子支架:在所述支筒的周壁中,(在轴向上看)在所述支承元件的高度上布置有用于接纳锁固元件的径向孔,从而能将所述锁固元件穿过所述径向孔。这样便(在周向上看)将所述支承元件固定。为此,所述支承元件优选具有设置于其外周面上的径向凹口,其形式为孔洞或沿轴向延伸的凹槽,当穿过所述支筒的周壁中的径向孔插入所述锁固元件时,所述锁固元件可以插入该径向凹口中。这样,所述锁固元件便能防止所述支承元件与所述支筒之间的相对旋转,从而将该支承元件(在周向上看)固定在预先确定的角位置中。所述锁固元件可以构造为插销或螺钉,或以其他适宜的方式构造。所述径向孔贯穿所述支筒的外周壁,因此,所述锁固元件可以从外部插入并穿过所述径向孔,从而最终卡入所述支承元件的径向凹口。
所述支筒的内周面的一区域内优选具有至少一个油通孔,以便将油向外排出,该区域与所述支承元件的周边相对或贴靠有所述支承元件的外周面。安装完毕后,这些油通孔优选与至少一个设置于所述支承元件中的油通孔对准。从所述支承元件中的轴承流出的油通过设置于所述支承元件上的各种导油元件最终到达所述支承元件中的油通孔,从而到达所述支筒中的油通孔。油从该处到达所述支筒的外表面,并在该处被送入供油系统和/或集油器。优选在所述支筒的具有所述毂部的底部上设置有更多油通孔,其中,这些油通孔可以径向向外布置,或朝向所述毂部进一步径向向内布置。根据该方案,不同的油通孔可以具有不同的大小。
在所述支筒的外周面中优选设置有若干纵槽。这些纵槽优选将所述周面分割,并用于对所述至少一个磁性元件,特别是优选安装在所述支筒的外周上的叠片组,进行定向和固定。所述纵槽优选实现对所述至少一个磁性元件的不同布置方案。其中,通过所述支筒的具体结构方式,或者通过改变布置于所述支筒上的磁性元件的数目和/或排列,能为所述电机实现不同的额定功率。特定而言,能够实现所述电机的模块化结构。根据该方案,所述纵槽也用于确保所述磁性元件的功能。
所述毂部优选与所述支筒成一体。所述毂部优选具有一外齿系,其用作接合装置的保持装置,安装完毕后,该外齿系优选卡入多片式接合装置的内齿系。
优选采用一种用于转子支架的支筒,其具有本文结合所述转子支架所述特征中的至少一项。所述支筒因而适合应用于这种转子支架中,以便实现结合所述转子支架述及的优点。
本发明用以达成上述目的的另一解决方案是,提供一种采用权利要求6所述步骤来制造根据上述实施例中的任一项所述的转子支架的方法。
所述方法包括,制造包含毂部的支筒的预制廓形,其中,通过旋压(流压法)用坯件制成所述预制廓形。进行旋压时,制造用于支承元件的止挡结构,其中,利用旋压对所述止挡结构进行成形。优选在所述支筒的周壁的凸缘状的、优选为锥形的扩展部的区域内对所述止挡结构进行成形。利用旋压方法能完美地以低公差、高精密度和一体式的方式对转子支架的所述支筒进行成形。同时,在进行旋压时,在所述支筒的内周壁上,还能容易地以与所述毂部间隔一定轴向距离的方式直接对用于所述支承元件的所述止挡结构进行成形。亦即,此时不需要更多的处理步骤。特定而言,借助所述旋压方法能够将所述支筒的预制廓形构造为大致等同于最终廓形。这样便能减少随后的加工步骤,特别是切削最终加工,这些步骤用于确保功能性和确保遵循上述与所述转子支架相关的公差要求,且仅需去除少量材料便能将预制廓形加工成最终廓形。这一方面能节省材料,另一方面能增强所述支筒的强度和机械负荷能力,因为在仅去除少量材料时,所述支筒中的组织/颗粒结构(Faserverlauf)仅略微受到切削处理的影响。这样便能确保或增强所述支筒的局部基本强度和/或整体强度以及机械负荷能力。此外,利用此方式可以实现特别小的公差,从而总体上实现上文结合所述转子支架所描述的优点。
根据优选方案,一种具有以下特征的方法:优选利用模锻通过固态成形来制造所述坯件,优选将其制造为锻件。下文述及的锻造方法、锻造或锻件仅用于简略表述;在此情形下,固态成形或固态成形件总是包含在内的,其中,优选述及锻造或锻件,特别优选地述及模锻或模锻件。优选在所述锻件中对所述毂部的粗廓形进行成形。随后,在进行旋压时用所述粗廓形产生所述毂部的预制廓形。作为替代方案,也可以在锻造时便已产生所述毂部的预制廓形。另一替代方案是,在旋压时再对所述毂部进行成形。也可以在锻造时便对所述支筒的底部几何形状进行粗略的预成形。对所述坯件进行锻造的优势在于,可以事先以某种方式将组织结构设置在所述坯件中,使得随后进行引缩加工时无需分离所述组织。锻造使得材料具备通过其他处理步骤保留的均匀性和密实性,因此,所述支筒具有较高的机械负荷能力。特定而言,在锻造时可以根据所预期的机械负荷能力对所述组织结构进行优化。这样便能在承受较高机械负荷的区域内对组织进行密实化,从而为这些区域采用薄壁方案,其中,这些区域同时又具备较高的机械稳定性。在锻造中,还能容易地根据负荷来构造因地而异的壁厚和截面,而不必在每个部位都根据可达到的最大机械负荷来设计所述截面或所述壁厚。因而锻件,或用锻造坯件旋压而成即借助混合式锻造方法制成的零件,可以构造为整体具有较薄的壁部且局部具有极薄的壁部,而又不减弱机械负荷能力。这与轻型结构理念相符合。特定而言,在进行旋压时,所述锻造坯件的优点得以保留。这样最终便能制造出采用薄壁方案、较轻且同时能承受较大机械负荷的转子支架。
根据优选方案,一种具有以下特征的方法:在所述旋压加工前对所述坯件进行车削加工(drehbearbeitet)。特定而言,优选对所述坯件的至少一个端面进行车削加工,以确保整洁而均匀地贴靠在旋压筒上,以及夹紧在旋压机中。优选对所述坯件的两个端面均进行车削加工。还优选在所述旋压加工前对所述坯件的周面进行车削加工,优选既对外周面又对内周面进行车削加工。特定而言,在所述旋压加工前可以将所述坯件的内径基本加工完毕,在此过程中实现较高的表面品质。作为补充方案或替代方案,也可以利用修整通过旋压来实现较高的表面品质。优选在所述旋压加工前便对所述支筒的底部的内表面进行车削加工,优选进行最终加工(精加工)。
在所述车削加工后,对包含所述毂部的所述支筒进行旋压,其中,根据特别是所需的模块化系统的需要来设置或产生所述筒体的沿轴向测得的长度。此外,在旋压时,优选在背离所述毂部的筒端上,借助对壁部隆起的成形来提供所述凸缘状且另具有所述止挡结构的锥形扩展部。
根据优选方案,一种具有以下特征的方法:利用切削(spanende)加工将所述预制廓形最终加工成所述支筒的最终廓形。根据该方案,所述最终加工特别是包括车削、铣削、钻削和/或去毛刺。特定而言,根据该方案还制造出不同的功能孔和/或油通孔。优选对所述支筒的外周面进行精车削,以便为所述至少一个磁性元件,特别是所述叠片组,提供尽可能合适的支承面和/或摩擦面。同样地,优选在所述外周面中设置若干轴向槽,其用于以防滑且预固定的方式将所述至少一个磁性元件,即所述叠片组,紧固在所述支筒上,其中,将所述磁性元件定向以便实施总装。
所述最终加工优选还包括,以插齿或滚齿的方式在所述毂部上制造出花键,其中,在下一处理步骤中将用于所述驱动轴的所述接合装置插到所述花键上。作为替代或补充方案,可以在所述旋压加工之前或之后,或者在所述最终加工后对所述花键进行压型。
优选对所述齿系进行硬化,以增强其耐磨性。采用旋压型材时,作为替代方案,可以进行冷加固,而不必进行硬化。
最后,根据优选方案,一种具有以下特征的方法:在所述止挡结构的区域内布置支承元件。这样才完成对(如上文所述的)既包括所述支筒又包括所述支承元件的所述转子支架的制造。根据该方案,所述支承元件优选构造为支承垫圈,其在所述支筒的背离所述毂部的末端上将所述毂部封闭。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细说明。
图1为支筒的一种实施例的三维视图,其中内表面朝向观察者;以及
图2为图1所示支筒的外表面的三维视图。
具体实施方式
图1为支筒1的一种实施例的三维视图,其中,该支筒的内表面朝向观察者。所述支筒具有用于支承未示出的驱动轴的毂部3,其中,安装完毕后,毂部3中压合有滚动轴承或滚针轴承,以供将所述驱动轴可旋转地与支筒1连接。所述驱动轴优选轴向和/或径向支承在毂部3中。
毂部3的外周面上具有用于接合装置的保持装置5,此处其构造为花键。安装完毕后,花键5上优选插有包含对应内齿系的多片式接合装置。根据该方案,所述接合装置用于为支筒1与所述驱动轴建立抗扭接合。
在支筒1的背离毂部3的末端上设置有止挡结构7,此处其构造为支筒1的内周面9的凹进部。在该实施例中,支筒1的内径在止挡结构7的背离毂部3的一侧上急剧增大,从而形成(在周向上看)环形的台阶11,所述转子支架安装完毕后,所述支承元件贴靠在该台阶的表面13上。
从图1可以看出,支筒1大致呈圆筒形。根据该方案,止挡结构7布置在环边15的区域内,其中,所述环边的形式为朝观察者张开的锥形扩展部。
进行旋压时,优选将环边15和台阶11均设置到支筒1的预制廓形中。但是,在进行旋压时也可以仅将环边15设置到支筒1的预制廓形中,而特别是通过切削加工将台阶11后续设置到内周面9中。
内周面9中设置有与止挡结构7间隔一定轴向距离的环形槽17,其用于接纳特别是构造为卡环的紧固件。为此,环边15的端面19中具有凹口21,以供借助适宜的钳子来将所述卡环的末端嵌入。
亦即,总体而言采用以下方案:为完成对所述转子支架的制造,将优选构造为支承垫圈的所述支承元件(在图1中从斜前方)设置到支筒1的内部,其中,所述支承元件抵靠在止挡结构7上。随后,将优选构造为卡环的紧固件嵌入到槽17,其中,所述紧固件的末端被凹口21接纳。这样一来,所述支承元件便(在轴向上看)固定在止挡结构7与所述卡环之间。根据该方案,环形槽17与止挡结构7之间的轴向距离优选大致等同于所述支承元件的厚度。特别优选地,所述支承元件借助夹紧或预加应力保持在所述卡环与止挡结构7之间。相应地,环形槽17与止挡结构7的轴向距离优选略小于所述支承元件的厚度。
在支筒1的周壁23中,(在轴向上看)在所述支承元件的高度上构造有贯穿周壁23的径向孔25。该径向孔用于接纳优选构造为插销或螺钉的锁固元件。安装完毕后,该锁固元件卡入所述支承元件的周壁的径向凹口,从而使其(在周向上看)固定在预先确定的相对于支筒1的位置。在该位置中,设置于所述支承元件的周壁中的油通孔优选与设置于支筒1的周壁23中的、优选用作油通孔的钻孔27对准。借助这些油通孔便能将特别是从所述支承元件中所设有的用于所述驱动轴的轴承流出的油从支筒1的内部排出,并送入供油系统和/或集油器。
支筒1具有一底部29,毂部3通过该底部与周壁23连接。在底部29的区域内优选设置有更多油通孔,和/或例如用于紧固在混合头上的安装辅助孔。在该实施例中,在周壁23与底部29之间的过渡区域内布置有若干相对较小的钻孔31,以供特别是借助工作中旋转的支筒1中所产生的离心力将油脱出。
作为替代或补充方案,例如可以利用铆接,将钻孔31中的至少一个用于紧固间隔环、补偿环和/或端环,从而防止磁性元件发生轴向位置变化,所述间隔环、补偿环和/或端环用于对磁性元件进行不同的排列。这样便使得包括所述磁性元件的电元件组具有模块化的结构。优选根据对所述电机的功率要求来对所述磁性元件进行不同排列。
在底部29的外边缘上布置有若干较大的钻孔33,其同样可供被所述离心力挤到所述底部的边缘上的油流过。
作为替代或补充方案,钻孔33也可以实施为螺纹孔,用于外装一油叶轮。该油叶轮优选实现受控的油运输。
最后,以紧邻所述毂部并与其同心的方式布置有同样优选实施为油通孔的若干钻孔35,其比钻孔33又要大一些。
作为替代或补充方案,可以设置有用作安装孔或安装辅助孔的钻孔35,例如用于紧固在混合头上。
以同样与毂部3同心,但与其径向距离较大的方式布置有若干相对较大的、此处为圆形的凹口37,其优选贯穿底部29。这些凹口一方面用于减轻重量,因为此处从筒底29去除了材料。另一方面,这些凹口可以用作能供专用工具卡入的安装孔和/或拆卸孔。此外,也可以将凹口37用作附加的油通孔。
设置于支筒1上的所有钻孔27、31、33、35以及凹口37优选以与毂部3同心且均匀分布的方式,即特定而言以彼此角距离相等的方式,进行设置。亦即,这些钻孔及凹口尽可能对称地、优选精确对称地围绕支筒1的旋转轴线分布,从而尽可能避免各种不平衡性,并实现均匀的质量分布。
在外周壁23中设置有若干纵槽39,其同样优选以彼此角距离相等的方式进行设置,以及对称地分布在周壁23上。这些纵槽用于对布置于周壁23上的磁性元件,特别是配设有永磁体的叠片组进行定向和固定。这里也可以嵌入若干间隔环,以便为所述电机实现不同的功率等级,以及对所述磁性元件进行固定。这相当于一个模块化方案,其中,可以优选将磁性元件替换为间隔环,从而实现不同的额定功率。特定而言,可以借助纵槽39对这些间隔环进行防滑的预固定,从而将其定向以便实施总装。
图2为图1所示支筒1经过旋转后的视图,因而该支筒的外表面朝向观察者。相同和功能相同的元件用同一附图标记表示,因此相应参照前文的描述。如图所示,环边15(沿背离毂部3的方向来看)呈锥状地向外扩展。
毂部3的外周上优选具有用于支承支筒1的支承位置。根据该方案,支筒1例如可以支承在传动装置中。
在钻孔33的区域内平面加工出了底部29的外表面41,从而环绕钻孔33构造有贴靠面43。钻孔33优选用作油叶轮的安装孔。该油叶轮能够至少局部地可靠且紧密地贴靠在贴靠面43上。
在外表面41上可以设置有若干用于降低不平衡性的补偿元件。可以对支筒1进行平衡,具体方式是,例如在外表面41上(例如通过钎焊)镀覆材料,或者是在外表面41中设置(优选相邻排列的)平衡孔或平衡凹口。
支筒1的优选制造方式是,首先制造优选为锻件的坯件,其已具有毂部3的粗廓形,且优选也具有底部29的几何形状的粗廓形。对该坯件进行预车削,使得其整洁而均匀地贴靠在旋压机中,特别是旋压筒上。同时将内径或内周面9基本加工完毕,在此过程中实现较高的表面品质。以及,在该车削加工中优选已基本对底部29的底部几何形状进行了最终加工。
随后,对包含毂部3的支筒1进行旋压,其中,根据需要对筒长进行设置。根据该方案,同时通过对壁部隆起的成形来构造环边15。优选可以在进行旋压时,但也可以在后续的切削加工步骤中制造台阶11。
旋压加工后,利用切削加工将支筒1的预制廓形最终加工成最终廓形。切削加工优选包括车削、铣削、钻孔和/或去毛刺,其中,也可能包括其他切削加工工艺。在此过程中特别是制成不同的凹口21、37,径向孔25,钻孔27、31、33、35及纵槽39,并视情况制成环形槽17。
最后,以插齿或滚齿的方式在毂部3的朝向支筒1的内部的侧面上设置花键。最终,优选对所述齿系进行硬化,以增强其耐磨性。作为替代方案,也可以在旋压前对所述毂部进行压型。
总体而言,借助所述转子支架及其制造方法能够显著降低功率损失以及电机批量内的功率波动。特定而言,借助该旋压方法能够使得支筒1具备极佳的同轴度、圆筒度和圆度,从而降低,优选避免不平衡性。此外,通过不仅将所述驱动轴支承在毂部3的区域内,还将其支承在与毂部3间隔一定轴向距离的所述支承元件的区域内,来避免不平衡性。通过将所述旋压方法与锻造方法相结合,便能制成薄壁式、较轻且同时能承受较大机械负荷的转子支架。根据该方案,可以通过变形度和设计预成形来对支筒1的强度进行设置。作为替代或补充方案,也可以在固态成形或锻造后利用结构处理,特别是热处理,来进一步增强旋压操作中的过程可靠性。
Claims (10)
1.一种电机用转子支架,其包括用于固设至少一个磁性元件的支筒(1),其中,所述支筒(1)具有用于支承驱动轴的毂部(3),其特征在于,所述支筒(1)的内周面(9)具有与所述毂部(3)间隔一定轴向距离的止挡结构(7),该止挡结构用于所述转子支架的用于进一步支承所述驱动轴的支承元件。
2.根据权利要求1所述的转子支架,其特征在于,所述止挡结构(7)设置于所述支筒(1)的背离所述毂部(3)的末端上。
3.根据上述权利要求中任一项所述的转子支架,其特征在于,所述支筒(1)大致呈圆筒形,其中,所述止挡结构(7)布置于形式为锥形扩展部的环边(15)的区域内。
4.根据上述权利要求中任一项所述的转子支架,其特征在于,在所述支筒(1)的内周面(9)中设置有与所述止挡结构(7)间隔一定轴向距离的环形槽(17),其用于接纳紧固件,其中所述紧固件与所述止挡结构(7)一同实现对所述支承元件的轴向固定,且其中,所述环形槽(17)与所述止挡结构(7)之间的轴向距离优选大致等同于所述支承元件的厚度。
5.根据上述权利要求中任一项所述的转子支架,其特征在于,在所述支筒(1)的周壁(23)中,在轴向上看,在所述支承元件的高度上布置有用于接纳锁固元件的径向孔(25),使得在周向上看能利用穿过所述径向孔(25)的锁固元件来将所述支承元件固定。
6.一种支筒,其特征在于,所述支筒构造为适合应用在如权利要求1至5中任一项所述的转子支架中。
7.一种制造如权利要求1至5中任一项所述的转子支架的方法,包括以下步骤:通过旋压用坯件来制成包含毂部(3)的支筒(1)的预制廓形,其中,在进行旋压时,优选在所述支筒(1)的周壁(23)的凸缘状的、优选为锥形的扩展部的区域内,通过旋压对用于支承元件的止挡结构(7)进行成形。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,通过固态成形,优选利用模锻来制造优选为锻件的坯件,其中,在所述锻件中优选对所述毂部(3)的粗廓形进行成形。
9.根据权利要求6或7中任一项所述的方法,其特征在于,在实施所述旋压前对所述坯件进行车削加工。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,利用切削加工将所述预制廓形最终加工成所述支筒(1)的最终廓形。
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