CN104819215B - 具有经轴向预加载滚珠轴承的用于电动机的轴承组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电动机、尤其用于小型电动机的轴承组件。所述轴承组件包括经轴向预加载的滚珠轴承,所述滚珠轴承具有内圈以及外圈。所述轴承组件进一步包括轴向止挡、对应地安置在所述轴向止挡与所述内圈或所述外圈之间用于产生轴向预加载的弹簧元件、以及由金属制成的并且安置在所述弹簧元件与所述内圈或所述外圈之间的止推垫圈。根据本发明,止推垫圈在两侧上涂布有增加静摩擦的层。

Description

具有经轴向预加载滚珠轴承的用于电动机的轴承组件
技术领域
本发明涉及一种用于电动机、尤其用于小型电动机的轴承组件。所述轴承组件包括经轴向预加载滚珠轴承。滚珠轴承具有外圈以及安装成可相对于外圈旋转的内圈。滚珠轴承的滚珠位于所述两个圈之间。所述轴承组件进一步包括轴向止挡、对应地安置在轴向止挡与内圈或外圈之间用于产生轴向预加载的弹簧元件、以及安置在弹簧元件与内圈或外圈之间的止推垫圈。
背景技术
此类轴承组件从现有技术中是已知的。通过使用固定轴承,电动机的轴通常在一端处对应地可旋转地支撑在电动机的壳体或定子上。在另一端处,通常存在在轴向方向上经预加载的松配轴承。在小型电动机的情况下,轴承的内圈为此通常松弛地装配到轴上。由于抵靠轴的止挡而支撑并且以经限定力作用于可移动轴承的内圈的轴向作用弹簧的缘故,抵消了轴承间隙并且轴向地预加载了轴承。这使得防止了转子在没有间隙情况下的运行以及轴承滚珠的不希望的滑动运动,转子在没有间隙情况下的运行以及轴承滚珠的不希望的滑动运动会导致轴承过早磨损。所谓的轴向扣环经常被用作止挡并且被压到轴上或焊接到后者上。
还可能轴向地预加载外圈而不是内圈。在此情况下内圈固定地连接到轴上,弹簧对应地在轴承的外圈与壳体的轴向止挡或固定部件之间起作用。
为了防止弹簧端部进入对应经预加载轴承圈与滚珠轴承的覆盖盘之间的间隙中并在那里造成较高摩擦损耗,还由于与一般轴承组件一起使用,因此通常在弹簧与对应的预加载轴承圈之间安置止推垫圈。止推垫圈通常由金属制成。
根据在轴端处的径向负载、转子的转速、轴承中润滑剂的黏度或还有环境温度,对应地在轴与滚珠轴承内圈之间或在滚珠轴承外圈与壳体之间可能发生相对运动已证明将是不利的。在轴向预加载内圈的情况下,这是由于在轴上的共转轴向扣环与滚珠轴承内圈之间在周向方向上作用的力不足以可靠地克服轴承损耗的事实而导致。由此造成的相对运动可能导致不需要的、有时非常高频率的噪声并且导致摩擦腐蚀。摩擦腐蚀是滚珠轴承过早损坏的常见原因。
从DE 2436950 A1已知一种用于驱动牙科用手持式角形件(dental hand andangular)的小型电动机。轴通过滚珠轴承在两侧上以可旋转方式支撑,其中在一端处安置固定轴承并且在另一端处安置松配轴承。轴承的外圈在松配轴承侧处轴向地预加载。在外圈的外圆周与壳体之间设置橡胶弹性O型环并且所述O型环用于径向支撑。在固定轴承侧处也设置类似的橡胶弹性O型环。两个橡胶弹性环的用途是保护轴承,因为以弹性方式吸收了冲击以及振动,这将使得整个电机的使用寿命延长。电机的操作噪声也将由于轴承的弹性悬挂而基本上减少,因为在轴承与电机壳体之间几乎没有提供刚性配合连接。另一个重要的优点是有助于电机的制造以及装配,因为不需要考虑以另外的方式所需的紧密配合公差。
两个橡胶弹性O型环允许小型电动机的转子轴的径向移动。因此所述轴没有明确地限定在相对于电机壳体的径向方向上。从DE 2436950 A1已知的解决方案因此不适合于需要高精确度的应用。安置在轴承与壳体之间的橡胶弹性环还需要在径向方向上额外的安装空间。这种布置的另一缺点是:为了转子的充分稳定支撑,O型环必须有弹性地在径向上预加载。在O型环与滚珠轴承外圈之间所产生的压力使得轴承难以在轴向上移动。在轴承圈之间弹簧所预期的预加载力由此可能极大地受到影响或甚至失效。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种具有经轴向预加载滚珠轴承的轴承组件,从而确保最高精确度同时以可能的最简单的方式防止高频率噪声以及摩擦腐蚀。
所述目的通过一种用于小型电动机的轴承组件得以解决,所述轴承组件具有经轴向预加载的滚珠轴承,所述滚珠轴承包括内圈以及外圈,其中所述轴承组件包括轴向止挡、安置在所述轴向止挡与所述内圈或所述外圈之间用于产生所述轴向预加载的弹簧元件、以及安置在所述弹簧元件与所述内圈或所述外圈之间的止推垫圈,其中,所述止推垫圈在两侧上涂布有增加静摩擦的层,所述层具有在0.1mm与0.3mm之间的厚度。根据上述技术方案,当止推垫圈在两侧上涂布有增加静摩擦的层时,提供满足用于上述类型轴承组件的目的的根据本发明的解决方案。以此方式在弹簧与止推垫圈之间以及在止推垫圈与对应的预加载轴承圈之间均增加静摩擦。由此有效地防止了在周向方向上的相对运动。这显著增加了轴承的使用寿命。根据本发明的解决方案具有可以相对容易地实施的另外的优点。不需要额外的部件,此外,与常规构造相比,配备有根据本发明的轴承组件的电动机的尺寸基本上保持相同。
应指出,本发明适合于经轴向预加载外圈以及经轴向预加载内圈两者。如果外圈经预加载,那么轴向止挡通常形成于电机壳体上。在经轴向预加载内圈的情况下,焊接到轴上或被压到轴上的轴向扣环可用作轴向止挡。应进一步指出,在本发明的上下文中,轴向止挡以及弹簧元件还可以一体地形成。例如,弹簧元件可以对应地形成为按压到电动机的轴上或焊接到所述轴上的弹簧盘。在此情况下,在弹簧元件与轴之间的固定连接形成轴向止挡。
在本发明的优选实施例中,止推垫圈由金属材料制成。由此止推垫圈足够牢固以将由弹簧元件产生的预加载传递到轴承上。同时,止推垫圈由此即使具有很小的材料厚度也极其坚固且耐用。替代地也可设想用塑料或陶瓷材料来制造止推垫圈。应指出,当使用塑料时,必须注意足够的稳定性以及强度方面。因此,当使用塑料时,止推垫圈的基础材料通常也不同于增加静摩擦的层的材料。重要的是涂层导致静摩擦的增加。
在本发明的特别优选的实施例中,所述层由橡胶或弹性体制成。橡胶或弹性体层另外地施加振动阻尼,这使得进一步减少噪声。
当所述层由防潮天然橡胶制成时,实现了轴承组件的特别高的使用寿命。使用丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶或氟橡胶已被证明是特别有利的。
在本发明的另一优选实施例中,所述层具有在0.1mm与0.3mm之间的厚度。已发现在此范围中出现极佳的阻尼特性。同时,确保了静摩擦的足够增加以便防止在周向方向上的相对运动。特别是关于根据本发明的轴承组件在小型电动机中的使用,所指定的厚度范围还产生在小型化与确保所需特性之间的极佳折中方案。
在本发明的另一优选实施例中,止推垫圈具有在0.2mm与0.5mm之间的厚度。同样在此实施例中,提供特别紧凑的设计而同时确保了止推垫圈足够的稳定性。
为了确保止推垫圈足够的稳定性,在本发明的另一优选实施例中,止推垫圈优选地由铝或不锈钢制成。
如果止推垫圈由在两侧上涂布有增加静摩擦的层的金属薄板冲切出,那么可以特别简单且便宜的方式来制造根据本发明的轴承组件。
本发明还提供一种用于根据本发明的轴承组件的止推垫圈。根据本发明的轴承组件优选地用于安装小型电动机的转子轴,使转子轴可相对于电机的定子旋转。
附图说明
下文参考图式更详细地说明本发明的实施例。
在图式中:
图1:示出通过具有根据本发明的轴承组件的小型电动机的纵向截面视图,以及
图2:示出图1的根据本发明的轴承组件的经双侧涂布的止推垫圈的详细视图。
相同的部件用相同的附图标记来表示适用于以下实施例。如果图式含有未在附图描述中更详细说明的附图标记,则参考前面或后面的附图描述。
具体实施方式
图1示出通过具有根据本发明的轴承组件1的小型电动机2的局部纵向截面视图。在电动机2中,仅示出轴9以及固定电机壳体10。轴9在两侧上通过两个滚珠轴承支撑,在电机壳体10中可旋转。在左侧上示出固定轴承11,在右侧上示出具有经轴向预加载滚珠轴承的本发明的轴承组件1。右侧滚珠轴承的外圈4容纳在电机壳体的梯级中。内圈3松弛地装配到电机轴9上。其通过弹簧盘6轴向预加载。所述弹簧盘安置在焊接到轴9上的轴向扣环5与滚珠轴承的内圈3之间。
为了防止弹簧盘的左端进入滚珠轴承间隙并在那里造成较高摩擦损耗,在弹簧盘6与内圈3之间设置由金属制成的止推垫圈7。图2中详细示出止推垫圈7。所述止推垫圈在两侧上涂布有增加静摩擦以及阻尼振动的由防潮橡胶制成的层8。根据所使用的材料,例如铝、不锈钢、陶瓷或塑料,未经涂布的止推垫圈的厚度在0.2mm与0.5mm之间。橡胶层8的厚度在0.1mm与0.3mm之间。
在所示出的实施例中,弹簧盘6与轴向扣环5一体地形成。这意味着弹簧盘同时代表轴向扣环并且焊接到电动机的轴9上。因此,所述弹簧盘与电动机的轴共转。正是通过在金属止推垫圈7上的增加静摩擦的层8确保在弹簧盘与止推垫圈之间以及在止推垫圈与内圈之间的静摩擦,才确保内圈3与电动机的轴9一起旋转。由此有效地防止了轴9与内圈3之间的相对运动。止推垫圈的双侧涂层还具有噪声阻尼作用并且整体上使得滚珠轴承的使用寿命显著增加。尤其,防止了摩擦腐蚀。

Claims (10)

1.一种用于小型电动机(2)的轴承组件(1),所述轴承组件具有经轴向预加载的滚珠轴承,所述滚珠轴承包括内圈(3)以及外圈(4),其中所述轴承组件(1)包括轴向止挡(5)、安置在所述轴向止挡(5)与所述内圈或所述外圈(3、4)之间用于产生所述轴向预加载的弹簧元件(6)、以及安置在所述弹簧元件(6)与所述内圈或所述外圈(3、4)之间的止推垫圈(7),其特征在于,所述止推垫圈(7)在两侧上涂布有增加静摩擦的层(8),所述层(8)具有在0.1mm与0.3mm之间的厚度。
2.根据权利要求1所述的轴承组件(1),其特征在于,所述止推垫圈由金属材料制成。
3.根据权利要求1所述的轴承组件(1),其特征在于,所述层(8)由弹性体制成。
4.根据权利要求3所述的轴承组件(1),其特征在于,所述层(8)由橡胶制成。
5.根据权利要求4所述的轴承组件(1),其特征在于,所述层(8)由防潮天然橡胶制成。
6.根据权利要求5所述的轴承组件(1),其特征在于,所述层(8)由丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶或氟橡胶制成。
7.根据权利要求1到6中的任一权利要求所述的轴承组件(1),其特征在于,所述止推垫圈(7)具有在0.2mm与0.5mm之间的厚度。
8.根据权利要求2到6中的任一权利要求所述的轴承组件(1),其特征在于,所述止推垫圈(7)由铝或不锈钢制成。
9.根据权利要求2到6中的任一权利要求所述的轴承组件(1),其特征在于,所述止推垫圈(7)由在两侧上涂布有所述增加静摩擦的层(8)的金属薄板冲切出。
10.一种具有定子(10)以及安装成可相对于所述定子(10)旋转的转子轴(9)的小型电动机(2),其特征在于,通过使用至少一个根据权利要求1到6中的任一权利要求所述的轴承组件(1),所述转子轴(9)安装成可相对于所述定子(10)旋转。
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