CN105703522B - 电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电机(1)，其具有驱动轴(4)和布置在该驱动轴(4)上的转子(5)，其中，驱动轴(4)借助于至少一个滚动轴承(7)支承在电机(1)的壳体(2)上。在此设计为，驱动轴(4)额外地借助于导电的滑动轴承(13)支承在壳体(2)上，使得通过滑动轴承(13)在驱动轴(4)与壳体(2)之间存在电连接。

Description

电机
技术领域
本发明涉及一种电机，其具有驱动轴和布置在该驱动轴上的转子，其中，驱动轴借助于至少一个滚动轴承支承在电机的壳体上。
背景技术
电机例如用在机动车领域中。特别地，电机可以是驱动装置的组成部分，优选是混合动力驱动装置的组成部分。在第一种情况下电机例如用作用于驱动机组、例如内燃机的起动机，和/或用作发电机。在混合动力驱动装置的情况下，电机作为除所述第一种驱动机组之外的其它驱动机组存在，其中，这两个驱动机组例如这样相互作用连接或可作用连接，使得这两个驱动机组至少暂时地共同提供一个驱动力矩。驱动力矩优选地用于驱动机动车。然而电机原则上当然可以任意被使用。例如电机作为三相交流电机存在。
电机具有驱动轴和支承或布置在该驱动轴上的转子。特别地，转子抗转动地(或者说不能相对转动地)与驱动轴相连，特别是刚性地和/或持久地与驱动轴相连。借助于驱动轴，转子围绕转动轴线、即围绕驱动轴的转动轴线可转动地被支承。给转子优选分配有定子，该定子例如至少局部地沿基于转动轴线而言的周向包围转子。转子可以具有至少一个电磁体和/或至少一个永磁体。而定子优选具有至少一个电磁体。以常见的方式和方法可以使转子以及因此驱动轴进行转动运动。
驱动轴优选作为电机的输出轴存在。在优选从电机壳体中向外伸出的驱动轴上可以获取电机的驱动力矩。驱动轴以及因此转子在壳体中的支承借助于至少一个滚动轴承实现。特别优选地，存在多个滚动轴承，特别是分别至少一个滚动轴承位于转子的沿轴向对置的侧上。这表明，转子在驱动轴上布置在至少两个作用在驱动轴上的滚动轴承之间。以这种方式和方法实现了特别安静且低振动的电机运转。
发明内容
因此本发明的目的是，提出一种电机，其相对于已知电机的优点在于，特别能够实现可靠的运行和/或具有长的滚动轴承使用寿命。
该目的根据本发明借助于具有下述特征的电机来实现。在此设计为，电机具有驱动轴和布置在该驱动轴上的转子，其中，驱动轴借助于至少一个滚动轴承支承在电机的壳体上，其中，驱动轴额外地借助于导电的滑动轴承支承在壳体上，使得通过滑动轴承在驱动轴与壳体之间存在电连接。
特别在驱动轴转速较高的情况下，可以在滚动轴承中，例如在滚动轴承的滚动体与至少一个套圈或多个套圈之间形成润滑膜。由于该润滑膜，滚动轴承是电绝缘的，因此驱动轴以及由此转子相对于壳体同样是电绝缘的。因此可以在驱动轴上形成干扰电压。该干扰电压也可以称为轴电压且具有几伏特的数量级。该干扰电压可以是电机或机动车——电机优选布置在该机动车中——的轴承电流和EMV不兼容性的起因。
因为这个原因，除了所述至少一个滚动轴承之外还要设置滑动轴承。滑动轴承与滚动轴承一样用于关于壳体或在壳体中支承驱动轴。滚动轴承和滑动轴承在此这样构造，使得滚动轴承还吸收一大部分的作用于驱动轴上的力、特别是径向力。特别优选地，滚动轴承吸收所有的径向力。而滑动轴承用于，实现在驱动轴与壳体之间的电连接。为此目的，滑动轴承被设计为导电的。滑动轴承在此特别这样设计，使得在驱动轴与壳体之间持久地存在电连接，特别是在驱动轴关于壳体的任意转动角位置上。
借助于该导电的滑动轴承，确保驱动轴在壳体上的电连接，因此跨接至少有时不导电的滚动轴承。就此而言，在任何转速下在驱动轴以及因此转子与壳体之间都存在电接触。特别优选地，壳体被接地，其中在这种情况下壳体特别优选地这样构造，使得驱动轴或转子通过导电的滑动轴承同样被接地。在电机的这种设计方案中在驱动轴上不会出现干扰电压。因此可以在机动车中遵守EMV规定并显著改进电机的所述至少一个滚动轴承的使用寿命。
当然可以可选地设计为，滚动轴承至少局部地由不能导电的材料或非导电材料制成，使得滚动轴承被设计为电绝缘的且相应地通过该滚动轴承在驱动轴与壳体之间不存在电连接。在这种设计方案中特别优选的是，电机的所有滚动轴承都是电绝缘的，而滑动轴承是导电的。
在本发明的另一个设计方案中设计为，滑动轴承具有滑动轴承衬套和接合到滑动轴承衬套中的滑动轴承销。滑动轴承就此而言具有至少两个组成部分，即滑动轴承衬套和滑动轴承销。这两个组成部分在此是滑动轴承的滑动副。这表明，滑动轴承销以可转动的方式布置在滑动轴承衬套中。优选地，滑动轴承销至少在其接合到滑动轴承衬套中的区域中的外部尺寸与滑动轴承衬套的在滑动轴承销接合到其中的那个区域中的内部尺寸相一致或可能略小于该内部尺寸。滑动轴承优选这样构造，使得滑动轴承销持久地与滑动轴承衬套处于接触状态，从而滑动轴承销持久地与滑动轴承衬套电连接。
本发明的一个特别优选的设计方案设计为，驱动轴至少局部地作为空心轴存在，滑动轴承衬套布置在该空心轴的空腔中。在电机的这种设计方案中可以避免由于滑动轴承所需的位置而引起的电机沿轴向的变大。特别优选地设计为，滚动轴承接合在驱动轴的外周上，也就是说沿周向至少局部地、特别优选完全地包围该驱动轴。而滑动轴承应至少局部地位于驱动轴或空心轴中。
在本发明的一个改进方案中设计为，驱动轴具有阶梯部，滑动轴承衬套沿基于驱动轴的转动轴线而言的轴向方向支撑在该阶梯部上。阶梯部可理解为驱动轴的尺寸的突然的变化，基于该变化产生了贴靠面，滑动轴承衬套可以沿轴向支撑在该贴靠面上。如果滑动轴承或滑动轴承衬套设置在驱动轴的外周上，那么所述阶梯部同样也位于外周上。然而特别优选地，阶梯部设置在驱动轴中，因此就此而言驱动轴被构造为带阶梯部的空心轴或具有台阶孔。
优选地，阶梯部或由该阶梯部形成的贴靠面朝向驱动轴的较近的端部的方向。相应地，滑动轴承衬套可以被推到驱动轴上或推入驱动轴中，直到通过阶梯部或贴靠面阻止进一步的推上或推入。例如滑动轴承衬套直接贴靠在阶梯部或贴靠面上。然而可选地可以在滑动轴承衬套与阶梯部之间布置有另外的元件。
在本发明的一个特别优选的设计方案中设计为，与滑动轴承衬套相邻地布置有滑动轴承盖，该滑动轴承盖夹紧地保持在阶梯部与滑动轴承衬套之间。滑动轴承盖例如沿轴向封闭滑动轴承。滑动轴承盖特别这样构造，使得该滑动轴承盖将空心轴的在其中布置有滑动轴承衬套的空腔与邻接该第一空腔的另一个空腔隔开。滑动轴承盖优选这样选择沿径向的尺寸，使得滑动轴承盖沿周向连续地贴靠在空心轴上或空心轴内周上。在此特别优选地，滑动轴承盖夹紧地保持在阶梯部或贴靠面与滑动轴承衬套之间，也就是说持久地贴靠在阶梯部和滑动轴承衬套上。
在本发明的另一个设计方案中设计为，固定凸缘与滑动轴承销相连，滑动轴承销通过该固定凸缘固定在壳体上。例如，滑动轴承销与固定凸缘被设计成一件式的和/或材料统一的。然而滑动轴承销当然也可以以另外的方式和方法固定在固定凸缘上。固定凸缘用于使滑动轴承销关于壳体固定。固定凸缘优选地从滑动轴承销出发沿径向向外突出并在此与驱动轴的端侧搭接。特别地，该固定凸缘沿径向向外突出于驱动轴。
本发明的一个特别优选的设计方案设计为，固定凸缘贴靠在接纳滚动轴承的滚动轴承衬套上并且通过该滚动轴承衬套固定在壳体上。滚动轴承衬套用于接纳滚动轴承。这表明，滚动轴承衬套沿周向至少局部地、特别是完全地包围驱动轴，其中，滚动轴承沿径向设置在滚动轴承衬套与驱动轴之间。滚动轴承例如具有内圈、外圈以及多个可转动地布置在内圈与外圈之间的滚动体。滚动体在此可以支承在滚动轴承保持笼架中。滚动体原则上可以任意地设计。例如该滚动体被设计成滚珠、滚柱、滚锥、滚针或滚桶的形式。
内圈现在持久地贴靠在驱动轴上或固定在该驱动轴上，优选刚性地和/或持久地固定在该驱动轴上。这表明，在驱动轴转动运动时内圈也转动运动。而外圈被分配给滚动轴承衬套且优选固定在该滚动轴承衬套上，优选同样也刚性地和/或持久地固定在该滚动轴承衬套上。该滚动轴承衬套就此而言用于保持滚动轴承或用于将滚动轴承固定在壳体上。额外地现在还规定，滚动轴承衬套也用于固定所述固定凸缘以及因此固定滑动轴承。为此，固定凸缘接合在滚动轴承衬套上或固定在其上。通过滚动轴承衬套就此而言将固定凸缘固定在壳体上或相对于该壳体紧固。
在本发明的一个特别有利的设计方案中设计为，滚动轴承衬套具有布置在滚动轴承旁边的径向突出部，固定凸缘保持在该径向突出部上。径向突出部朝向驱动轴的方向延伸，因此也就是沿径向向内延伸。在此，该径向突出部——沿径向看——至少局部地位于滚动轴承旁边。特别优选地，该径向突出部沿径向与滚动轴承的一大部分搭接且因此几乎一直伸出到达驱动轴。径向突出部沿径向至少延伸直到滚动体旁边和/或直到滚动轴承的内圈旁边。特别优选地，径向突出部沿周向连续地设计。然而也可以设计为，径向突出部具有多个沿周向彼此间隔开的径向臂。这些径向臂特别优选地均匀地分布在驱动轴的周部上。
径向突出部沿径向向内延伸，而固定凸缘沿径向向外延伸。这在此这样设计，使得固定凸缘和径向突出部相互交叠。优选地，固定凸缘和径向突出部至少局部地彼此贴靠且相互连接。固定凸缘与径向突出部之间的连接可以任意地设计，例如这种连接是形状锁合的和/或材料结合的。在材料结合的情况下，连接例如通过粘合或焊接来实现。
特别优选地，径向突出部和固定凸缘被设计成材料统一的，其中，在这种情况下考虑使用具有良好导电性能的材料。当然固定凸缘和径向突出部也可以设计为一件式的。驱动轴及因此转子与壳体之间的电连接相应地通过滑动轴承衬套、滑动轴承销、固定凸缘以及径向突出部来建立。为此，径向突出部电连接于电机壳体，而滑动轴承衬套同样与驱动轴电连接。
本发明的另一个设计方案设计为，滚动轴承衬套布置在壳体的轴承端盖中。轴承端盖是壳体的组成部分，该组成部分优选地沿轴向界定电机。特别优选地，设有两个对置的轴承端盖，这两个轴承端盖布置在转子的两侧且在此用于支承驱动轴。轴承端盖例如具有与驱动轴同轴的轴承开口，在其中布置有滚动轴承衬套。
最后可以在本发明的另一个设计方案中设计为，滑动轴承沿轴向看与滚动轴承交叠地布置。以这种方式和方法实现了驱动轴沿径向的特别可靠的支撑。在穿过电机的纵截面中看，也就是在驱动轴转动轴线所在的截面中看，滑动轴承和滚动轴承至少局部地贴靠在同一个轴向位置上或相同多个轴向位置上。
在此特别优选地设计为，滚动轴承在其整个沿轴向的延伸尺寸上位于滑动轴承也设置在其中的那个区域中。滚动轴承就此而言沿轴向不突出于滑动轴承。在这种实施形式中，滑动轴承优选地具有比滚动轴承大的轴向延伸尺寸。然而当然也可以实现相反的变型。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例详细说明本发明，但本发明并不局限于此。在此唯一的附图(即图1)示出电机的纵剖面。
具体实施方式
图1示出电机1的纵截面，该电机具有壳体2，该壳体在此仅局部地显示。在此示出仅一个轴承端盖3，该轴承端盖是壳体2的组成部分。在壳体2中支承有驱动轴4，在该驱动轴上又布置有转子5。优选地，转子5刚性地和/或持久地与驱动轴4相连或固定在该驱动轴上。驱动轴4和因此转子5在壳体2中围绕转动轴线6可转动地被支承。为了支承驱动轴4设有至少一个滚动轴承7，该滚动轴承在这里所示的实施例中设计为球轴承。当然也可以实现滚动轴承7的其它形式。
滚动轴承7具有内圈8、外圈9以及滚动体10。滚动体10可以借助于滚动轴承保持笼架(这里未示出)支承在内圈8与外圈9之间。内圈8抗转动地与驱动轴4相连，而外圈9抗转动地布置在滚动轴承衬套11中。滚动轴承衬套11位于轴承开口12中，该轴承开口形成在壳体2中，特别是在轴承端盖3中。轴承开口12优选与驱动轴4同轴地设计。
除了滚动轴承7之外还设有滑动轴承13，该滑动轴承是导电的且就此而言在驱动轴4与壳体2、特别是轴承端盖3之间建立电连接。滑动轴承13具有滑动轴承衬套14，该滑动轴承衬套布置在被设计为空心轴的驱动轴4中，因此也就是布置在驱动轴4的空腔15中。滑动轴承衬套14被刚性地和/或持久地关于驱动轴4紧固，也就是说抗转动地与该驱动轴相连。此外，滑动轴承衬套14应与驱动轴4电连接。优选地，驱动轴4由导电材料制成，因此通过驱动轴4实现了在转子5与滑动轴承13以及因此壳体2之间的电连接。
滑动轴承13还具有滑动轴承销16，该滑动轴承销接合到滑动轴承衬套14中且在该滑动轴承衬套中可转动地被支承，特别是围绕转动轴线6可转动地被支承。为了防止滑动轴承衬套14移出，可以在驱动轴4中设有阶梯部17，通过该阶梯部形成了贴靠面18。在贴靠面18上可以支撑滑动轴承衬套14，特别是通过滑动轴承盖19。该滑动轴承盖——沿基于转动轴线6而言的轴向方向看去——布置在阶梯部17与滑动轴承衬套14之间。就此而言，滑动轴承盖19夹紧地保持在滑动轴承衬套14与阶梯部17或者说贴靠面18之间。
固定凸缘20与滑动轴承销16相连，该固定凸缘沿基于转动轴线6而言的径向方向向外延伸。优选地，滑动轴承销16和固定凸缘20被设计成材料统一的和/或一件式的。这两者都由导电材料制成。固定凸缘20沿径向一直延伸到超过驱动轴4。特别地，该固定凸缘沿径向至少部分地搭接滚动轴承7。例如，该固定凸缘至少搭接内圈8和/或一直延伸到外圈9近旁。
固定凸缘20与滚动轴承衬套11的径向突出部21相连。优选地，径向突出部21固定在滚动轴承衬套11上，特别是导电地固定在该滚动轴承衬套上。例如，滚动轴承衬套11具有切口22，固定凸缘20至少局部地接合到该切口中。可以设计为，固定凸缘20和滚动轴承衬套11是材料统一的，也就是说由相同材料制成。然而，至少滚动轴承衬套11的材料和固定凸缘20的材料是导电的，从而通过滑动轴承13和滚动轴承衬套11可以在驱动轴4与壳体2之间建立电连接。然而当然也可以设计为，固定凸缘20直接电连接在壳体2上，例如通过以下方式：固定凸缘20直接一直延伸到壳体，或者借助于电导线建立电连接。
在这里所示的实施例中，滑动轴承13沿轴向看应与滚动轴承7交叠。在此，例如滑动轴承13具有比滚动轴承7大的轴向延伸尺寸。特别优选的是，壳体2或至少轴承端盖3被电接地。因此借助于通过滑动轴承13实现的电连接实现了，不会在驱动轴4上出现干扰电压。相应地实现了有利的EMV性能。此外改善了滚动轴承7的使用寿命。

Claims (6)

1.一种电机(1)，具有驱动轴(4)和布置在该驱动轴(4)上的转子(5)，其中，驱动轴(4)借助于至少一个滚动轴承(7)支承在电机(1)的壳体(2)上，其特征在于，驱动轴(4)额外地借助于导电的滑动轴承(13)支承在壳体(2)上，使得通过滑动轴承(13)在驱动轴(4)与壳体(2)之间存在电连接，其中，滑动轴承(13)沿轴向方向看布置成与滚动轴承(7)交叠，其中，滑动轴承(13)具有滑动轴承衬套(14)和接合到滑动轴承衬套(14)中的滑动轴承销(16)，其中，驱动轴(4)至少局部地被设计成空心轴，滑动轴承衬套(14)布置在该空心轴的空腔(15)中，驱动轴(4)具有阶梯部(17)，滑动轴承衬套(14)沿基于驱动轴(4)的转动轴线(6)而言的轴向方向支撑在该阶梯部上。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，与滑动轴承衬套(14)相邻地布置有滑动轴承盖(19)，该滑动轴承盖夹紧地保持在阶梯部(17)与滑动轴承衬套(14)之间。
3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，固定凸缘(20)与滑动轴承销(16)相连，滑动轴承销(16)通过该固定凸缘固定在壳体(2)上。
4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，固定凸缘(20)贴靠在接纳滚动轴承(7)的滚动轴承衬套(11)上并通过该滚动轴承衬套固定在壳体(2)上。
5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，滚动轴承衬套(11)具有布置在滚动轴承(7)旁边的径向突出部(21)，固定凸缘(20)保持在该径向突出部(21)上。
6.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，滚动轴承衬套(11)布置在壳体(2)的轴承端盖(3)中。
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