CN107809151B - 用于轴承的具有延伸肩部的电机转子 - Google Patents

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Abstract

多个变型可以包含如下产品，其包括：转子芯，其包括主体，其中主体包含内表面和外表面；从主体的第一端径向延伸的第一端盖，以及从主体的第二端径向延伸的第二端盖，其中第一端盖、第二端盖和外表面限定环形空腔；与第一端盖或第二端盖中的至少一个相邻的至少一个套筒；包含在环形空腔内的至少一个磁体；以及至少一个轴承，其可操作地附接到至少一个套筒。

Description

用于轴承的具有延伸肩部的电机转子
技术领域
本发明大体上涉及的领域包含电机。
背景技术
电动涡轮机械可以包含电机。
示例性变型概述
多个变型可以包含如下产品，包括：转子芯，其包括主体，其中主体包含内表面和外表面，从主体的第一端径向延伸的第一端盖，以及从主体的第二端径向延伸的第二端盖，其中第一端盖、第二端盖和外表面限定环形空腔；与第一端盖或第二端盖中的至少一个相邻的至少一个套筒；包含在环形空腔内的至少一个磁体；以及可操作地附接到至少一个套筒的至少一个轴承。
多个变型可以包含转子组件，其包括：转子芯，包括主体，其中主体是圆柱形并且包含内表面和外表面；从主体的第一端径向延伸的第一端盖和从主体的第二端径向延伸的第二端盖；由主体的外表面的一部分、第一端盖的内表面和第二端盖的内表面限定的环形空腔；与第一端盖或第二端盖相邻的至少一个轴承套筒，其中至少一个轴承套筒是支承表面；环形空腔内的至少一个磁体；以及围绕环形空腔的转子套筒。
多个变型可以包含转子芯，包括：主体，其中主体是圆柱形并且包含内表面和外表面；从主体的第一端径向延伸的第一端盖和从主体的第二端径向延伸的第二端盖；由主体的外表面的一部分、第一端盖的内表面和第二端盖的内表面限定的环形空腔；以及至少一个从第一端盖或第二端盖中的一个轴向延伸的肩部，该肩部构造和布置成容纳至少一个轴承。
本发明范围内的其它示例性变型将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应该理解，尽管公开了本发明的多个变型，但这些详细的说明和具体的实例旨在用于说明目的而非旨限制本发明的范围。
附图说明
通过具体实施方式和附图将更充分地理解本发明范围内的变型的选择实例，其中：
图1示出了根据多个变型的发动机通气系统的示意图。
图2示出了根据多个变型的具有轴承的转子组件的透视图。
图3示出了根据多个变型的具有轴承的转子组件的端视图。
图4示出了沿图3的A-A截取的截面图。
图5示出了根据多个变型的转子芯的侧视图。
图6示出了根据多个变型的电动涡轮增压器的透视图。
图7示出了根据多个变型的电动涡轮增压器的端视图。
图8示出了沿图7的A-A截取的电动涡轮增压器的截面图。
图9示出了根据多个变型的具有轴承的转子组件的透视图。
图10示出了根据多个变型的具有轴承的转子组件的端视图。
图11示出了具有沿图10的B-B截取的轴承的转子组件的截面图。
图12示出了根据多个变型的转子芯的侧视图。
图13示出了根据多个变型的具有轴承的转子组件的截面图。
图14示出了根据多个变型的部分被去除的电动涡轮增压器的截面图。
图15示出了根据多个变型的具有轴承的转子组件的透视图。
图16示出了根据多个变型的具有轴承的转子组件的端视图。
图17示出了具有沿图16的A-A截取的轴承的转子组件的截面图。
图18示出了根据多个变型的转子芯的侧视图。
具体实施方式
下面关于变型的描述本质上仅仅是说明性的，并不限制本发明及其应用或使用。
参考图1，在多个变型中，发动机通气系统18可以包含电动机械20，包括但不限于电动涡轮增压器。电动涡轮增压器20可以包含涡轮机22，其可以经由轴28可操作地附接到压缩机24。涡轮机22可以由排气流体流动驱动，这可以使轴28旋转，然后可以驱动压缩机24。然后，压缩机24可以对可能进入内燃机19的空气进行加压。在多个变型中，电机30可以可操作地附接到轴28并且可以选择性地驱动轴28。
参考图6-8所示，在多个变型中，电机30可以包括可由定子组件32驱动的转子组件34。转子组件34可以联接到轴28并且可以驱动轴28。在多个变型中，定子组件32可以作为可由励磁绕组33激励的电磁体来操作。转子组件34可以由定子组件32通过励磁绕组33与转子组件34中的磁场的相互作用而旋转，其可产生围绕转子组件34的旋转轴线31的转矩。在多个变型中，可以使用一个或多个永磁体90来提供磁场。
参考图2-18，在多个变型中，转子组件34可以被构造和布置成容纳一个或多个轴承92、94、96、98，并且因此它可以滑动配合到涡轮机20的轴28上并且轴向地与压缩机螺母26夹紧(其变型在图6和14中示出)，这样可以尽可能减小对组装、公差叠加和偏心的影响。下文中使用的术语“轴向”是指沿着或平行于轴28的旋转轴线31的方向，下文中使用的术语“径向”是指从旋转轴线31的轴28延伸或与其垂直的方向。
在多个变型中，转子组件34可以包含构造和布置成容纳一个或多个磁体90的转子芯36。转子套筒100可以围绕并压缩一个或多个磁体90。转子套筒100可以是中空圆柱体，并且可以被构造和布置成配合在定子组件32内，其变型在图8中示出。
在多个变型中，转子芯36可以包含主体38，其可以是圆柱形，并且可以包含由主体38的内表面44限定的开口，该开口可以延伸穿过主体38，并且可以构造和布置成容纳涡轮机20的轴28。转子芯36可以进一步包含第一端盖48和第二端盖54，第一端盖48可以从靠近轴28的压缩机24侧的主体38的第一端40径向向外延伸，第二端盖54可以从靠近轴28的涡轮机22侧的主体38的第二端42径向向外延伸。第一端盖48、第二端盖54和主体38的外表面46可以限定环形空腔58，其可以被构造和布置成容纳一个或多个磁体90。在多个变型中，第一端盖48可以包含第一轴向唇缘50，第二端盖54可以包含第二轴向唇缘56，每一个均可以被构造和布置成使一个或多个轴承92、94、96、98、102居中，具有可以位于轴28和/或垫圈53中的至少一个上的相邻的肩部52，其变型在图8和14中示出，取决于一个或多个轴承92、94、96、98、102的位置。在多个变型中，轴向唇缘50、56的每一个均可以包含推力表面51，推力表面51可以在一个或多个轴承92、94、96、98、102和轴向唇缘50、56之间提供流体动力衬垫。转子芯36可以包含任何数量的耐用高强度非磁性材料，包括但不限于钛或钢合金，包括但不限于高镍钢。转子芯36可以是一个单一的连续件，或者可以包括附接在一起的多个部件。
参考图2-14，在多个变型中，转子组件34可以被构造和布置成允许使用至少一个流体动压轴承92、94，与仅使用滚动轴承的电机相比，其可以增加电机30的耐用性，并且还可以减小轴向公差叠加。
参考图2-5所示，在多个变型中，转子芯36可以包含可以从第一端盖48向外延伸的第一肩部60和可以从第二端盖54向外延伸的第二肩部66。第一肩部60可以是至少具有第一端盖48的一个单一连续部件，第二肩部66可以是至少具有第二端盖54的一个单一连续部件。第一肩部60和第二肩部66的每一个均可以包含内表面62，其可以构造和布置成容纳轴28和外表面64，外表面64可以被构造和布置成分别用作至少第一轴承92和第二轴承94的支承表面。使用第一和第二肩部60、66可以使第一和第二轴承92、90围绕第一和第二肩部60、66旋转，这可以允许使用更宽范围的轴承，包括但不限于，被轴向夹紧到系统18中的流体动压轴承。
参考图6-12，在多个变型中，转子芯36可以仅包含可以从第一端盖48轴向延伸的第一肩部60，并且可以是至少具有第一端盖48的一个单一连续部件。至少一个第二轴承102可以邻近第二端盖48，包括但不限于可以可操作地附接到轴28的滚动轴承，使得轴28可以用作第二轴承102的内圈。在另一个变型中，管套74(其变型在图13-14中示出)可以附接到邻近第二端盖54的轴28，以允许使用第二流体动压轴承94，如下文的讨论。
参考图13，转子组件34可以包含可以与转子芯36的第一端盖48相邻的第一管套68以及可以与转子芯36的第二端盖54相邻的第二管套74。第一管套68和第二管套74的每一个均可以包含内表面70和外表面72，内表面70可以被构造和布置成容纳轴28，外表面72可以被构造和布置成分别用作至少第一轴承92和第二轴承94的支承面。第一管套68和第二管套74的每一个均可以与转子芯36分开。使用第一和第二管套68、74可以使第一和第二轴承92、94围绕第一和第二肩部60、66旋转，这可以允许使用更宽范围的轴承，包括但不限于被轴向夹紧到系统18的流体动压轴承。
参考图14，在多个变型中，转子组件34可以仅包含第一管套68。在多个变型中，包括但不限于滚动轴承的第二轴承102可以可操作地附接到与第二端盖54相邻的轴28。轴28可以用作第二轴承98的内圈。
参考图15-18，在多个变型中，转子芯36可以被构造和布置成允许使用至少一个滚动轴承96、98，这样可以减小公差叠加。在多个变型中，转子芯36可以包含第一肩部76和第二肩部78，第一肩部76可以从第一端盖48轴向向外延伸并且可以包括含第一径向突起80，其具有用于第一轴承96的第一内圈82，第二肩部78可以从第二端盖54轴向向外延伸并且可以包含第二径向突起84，其具有用于第二轴承98的第二内圈85。在多个变型中，第一内圈82和第二内圈85的每一个分别可以被磨合到第一和第二肩部76、78内。可以使用任何数量的滚动轴承96、98，包括但不限于深沟或角接触轴承。转子芯36可以是一个单一连续部件。然后可以将第一轴承96的球86和外圈88组装到转子芯36上的第一内圈82上，并将第二轴承98的球87和外圈85组装到转子芯36上的第二内圈85上。以上示出了具有第一和第二肩部76、78的转子芯体36，但是应该注意，转子芯体36可以仅包含具有内圈82、85的肩部76、78中的一个。
注意，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以组合或重新排列上述任何变型。
以下对变型的描述仅仅被认为是对本发明的范围内的部件、元件、作用、产品和方法的说明，并不旨在以任何方式通过具体公开或未明确表述的内容来限制此范围。本文中所述的部件、元件、作用、产品和方法可以不同于本文的明确描述而被组合和重新布置，且依然被视为在本发明的范围之内。
变型1可以包含如下产品，其包括：包括主体的转子芯，其中主体包含内表面和外表面；从主体的第一端径向延伸的第一端盖和从主体的第二端径向延伸的第二端盖，其中第一端盖、第二端盖和外表面限定环形空腔；与第一端盖或第二端盖中的至少一个相邻的至少一个套筒；包含在所述环形空腔内的至少一个磁体；以及可操作地附接到至少一个套筒的至少一个轴承。
变型2可以包含如变型1中所述的产品，其中至少一个轴承是流体动压轴承。
变型3可以包含如变型1中所述的产品，其中至少一个轴承是滚动轴承。
变型4可以包含如变型3中所述的产品，其中至少一个套筒是用于至少一个轴承的内圈。
变型5可以包含如变型1-4中任一项所述的产品，其中套筒是从第一端盖或第二端盖轴向延伸的肩部，并且是具有第一端盖或第二端盖的单一连续部件。
变型6可以包含如变型1-4中任一项所述的产品，其中套筒是与转子芯分开的部件。
变型7可以包含如变型1-6中任一项所述的产品，进一步包括围绕转子组件的定子，其中转子组件可操作地附接到涡轮机的轴。
变型8可以包含转子组件，其包括：转子芯，包括：主体，其中主体是圆柱形并且包含内表面和外表面；从主体的第一端径向延伸的第一端盖和从主体的第二端径向延伸的第二端盖；由主体的外表面的一部分、第一端盖的内表面和第二端盖的内表面限定的环形空腔；与第一端盖或第二端盖相邻的至少一个轴承套筒，其中至少一个轴承套筒是支承表面；环形空腔内的至少一个磁体；以及围绕环形空腔的转子套筒。
变型9可以包含如变型8中所述的转子组件，其中至少一个支承表面是与转子芯一体的单一连续部件。
变型10可以包含如变型8中所述的转子组件，其中至少一个轴承套筒是与转子芯体分开的部件。
变型11可以包含如变型8-10中任一项所述的转子组件，进一步包括可操作地附接到至少一个轴承套筒的至少一个轴承。
变型12可以包含如变型11中所述的转子组件，其中至少一个轴承是流体动压轴承。
变型13可以包含如变型11中所述的转子组件，其中至少一个轴承是滚动轴承。
变型14可以包含如变型13中所述的转子组件，其中至少一个轴承套筒是用于滚动轴承的内圈。
变型15可以包含转子芯，其包括：主体，其中主体是圆柱形并且包含内表面和外表面；从主体的第一端径向延伸的第一端盖和从主体的第二端径向延伸的第二端盖；由主体的外表面的一部分、第一端盖的内表面和第二端盖的内表面限定的环形空腔；以及至少一个从第一端盖或第二端盖中的一个轴向延伸的肩部，该肩部构造和布置成容纳至少一个轴承。
变型16可以包含如变型15中所述的转子芯，其中至少一个肩部被构造和布置成用作至少一个流体动压轴承的支承表面。
变型17可以包含如变型16中所述的转子芯，进一步包括可操作地附接到至少一个肩部的至少一个流体动压轴承。
变型18可以包含如变型15中所述的转子芯，其中至少一个肩部被构造和布置成用作滚动轴承的内圈。
变型19可以包含如变型18中所述的转子芯，进一步包括将多个滚动元件和轴承外圈可操作地连接到内圈。
本发明的范围内的选择变型的以上描述在实质上仅仅示例性的，因此，其各种变型或变化并不认为是偏离了本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种用于转子组件的产品，包括：
转子芯，其包括主体，其中所述主体包含内表面和外表面、从所述主体的第一端径向延伸的第一端盖和从所述主体的第二端径向延伸的第二端盖，所述内表面构造和布置成用于容纳轴，其中，所述第一端盖、所述第二端盖和所述外表面限定环形空腔；
与所述第一端盖或所述第二端盖中的至少一个相邻的至少一个套筒；
包含在所述环形空腔内的至少一个磁体；
与所述第一端盖或所述第二端盖中的至少一个相邻的至少一个轴承表面部件，所述轴承表面部件从所述第一端盖或所述第二端盖中的至少一个的外表面沿轴向向外延伸，其中，所述轴承表面部件是从所述第一端盖或所述第二端盖沿轴向延伸的肩部，并且是与所述第一端盖或所述第二端盖连续的单一部件；以及
可操作地附接到所述至少一个轴承表面部件的至少一个轴承。
2.根据权利要求1所述的用于转子组件的产品，其中所述至少一个轴承是流体动压轴承。
3.根据权利要求1所述的用于转子组件的产品，其中所述至少一个轴承是滚动轴承。
4.根据权利要求1所述的用于转子组件的产品，其中所述至少一个轴承表面部件是用于所述至少一个轴承的内圈。
5.根据权利要求1所述的用于转子组件的产品，其进一步包括围绕所述转子组件的定子，且其中所述转子组件可操作地附接到涡轮机的轴。
6.根据权利要求1所述的用于转子组件的产品，其中，所述第一端盖或所述第二端盖中的至少一个还包括轴向唇缘，所述轴向唇缘构造和设置得用于使所述至少一个轴承定位。
7.一种转子组件，包括：
转子芯，其包括：主体，其中所述主体是圆柱形并且包含内表面和外表面，所述内表面构造和布置成用于容纳轴；从所述主体的第一端径向延伸的具有肩部的第一端盖和从所述主体的第二端径向延伸的具有第二肩部的第二端盖；由所述主体的所述外表面的一部分、所述第一端盖的内表面和所述第二端盖的内表面限定的环形空腔；
与所述第一端盖或所述第二端盖相邻的至少一个轴承套筒，其中所述至少一个轴承套筒是一个单一连续部件并且是用于流体动压轴承的内部运行表面；
所述环形空腔内的至少一个磁体；以及
围绕所述环形空腔的转子套筒。
8.根据权利要求7所述的转子组件，其中所述至少一个轴承套筒是与所述转子芯分开的部件。
9.根据权利要求7所述的转子组件，进一步包括至少一个可操作地附接到所述至少一个轴承套筒的轴承。
10.根据权利要求7所述的转子组件，其中，所述第一端盖或所述第二端盖中的至少一个还包括轴向唇缘，所述轴向唇缘具有用于至少一个轴承的推力表面。
11.一种转子芯，包括：
主体，其中所述主体是圆柱形并且包含内表面和外表面，所述内表面构造和布置成用于容纳轴；
从所述主体的第一端径向延伸的第一端盖和从所述主体的第二端径向延伸的第二端盖；
由所述主体的外表面的一部分、所述第一端盖的内表面和所述第二端盖的内表面限定的环形空腔；以及
至少一个肩部，其从所述第一端盖或所述第二端盖中的一个轴向延伸并且是与所述第一端盖或所述第二端盖连续的单一部件，所述肩部构造和布置成容纳至少一个轴承。
12.根据权利要求11所述的转子芯，其中所述至少一个肩部被构造和布置成用作至少一个流体动压轴承的支承表面。
13.根据权利要求12所述的转子芯，进一步包括至少一个流体动压轴承，其可操作地附接到所述至少一个肩部。
14.根据权利要求11所述的转子芯，其中所述至少一个肩部被构造和布置成用作滚动轴承的内圈。
15.根据权利要求14所述的转子芯，进一步包括将多个滚动元件和轴承外圈可操作地附接到所述内圈。
16.根据权利要求11所述的转子芯，其中，所述第一端盖或所述第二端盖中的至少一个还包括轴向唇缘，所述轴向唇缘从所述主体延伸离开。
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