CN107836074B - 用于电动机的磁式的探测器磁轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动机(1)，其带有定子(19)、能转动地支承在壳体中的转子(18)、抗相对转动地安装在转子(18)上的探测器磁轮(2)。本发明的任务是，在带有探测器磁轮(2)的电动机(1)中使该电动机能够简单地制造和安装，在此需要很小的轴向结构长度并且可以实现相对定子固定的传感器的准确的轴向配属和位置调节。该任务根据本发明通过设备权利要求1的特征和方法权利要求22的特征解决。

Description

用于电动机的磁式的探测器磁轮
技术领域
本发明涉及一种电动机(1)，其带有定子(19)、能转动地支承在壳体中的转子(18)、抗相对转动地(drehfest)安装在转子(18)上的探测器磁轮(2)。
背景技术
在DE 198 23 640中描述了安装在轴上的探测器磁轮，其中，尽管存在金属轴和塑料粘结的永磁体的不同的热膨胀系数，但还是应该建立挤压连接。该问题以如下方式解决，即，探测器磁轮由两个轴向区段构成，其中，第一区段朝轴敞开，并且第二区段借助作为加强元件的环形辅助体被压紧。基于两个轴向区段需要加大的轴向结构空间。此外，尽管存在大的结构长度，探测器磁轮仅在一侧紧固在短的区段上。该布置此外需要用于安装加强器件的附加的拼接过程。
发明内容
因此，本发明的任务是，在带有探测器磁轮的电动机中使该电动机能够简单地制造和安装，在此需要很小的轴向结构长度并且可以实现与相对定子固定的传感器的准确的轴向配属和位置设定。
该任务根据本发明通过设备的特征和通过方法的特征解决。提出的是，探测器磁轮(2)由针对磁特性设计的磁体环(7)和载体(3)构成，载体可以由简单的塑料材料构成，没有对该塑料材料提出关于强度和耐热性的特别高的要求。因为载体(3)具有紧固器件(4)，这些紧固器件在轴向延伸到转子(18)的缺口(12)中并且嵌入到这些缺口中，所以得到出众的形状锁合的转动随动。
证实有利的是，载体(3)包括一个支座或多个支座(6)，支座支撑在转子(18)的轴(25)上。该支撑阻止探测器磁轮(2)具有倾斜倾向或者阻止其能被倾斜地安装。
为了可以持续地确保该效果而设置的是，一个支座或多个支座(6)具有匹配于柱形周侧面的一个/多个支座面(34)，支座面直接贴靠在轴(25)上。因为轴(25)同样具有柱形周侧面，所以得到大面积的无间隙的一个或多个支座面(34)，其在振动负荷的情况下也没有经受形状改变并且没有丢失所描述的优点。
优选设置三个或更多个支座(6)，套筒(29)在径向与这些支座联接，或者在一个支座(6)的情况下，该支座是套筒形的。由此得到探测器磁轮(2)在轴(25)上的准确的定心。
为了一方面实现在探测器磁轮(2)没有损坏危险的情况下的简单的安装并且另一方面实现探测器磁轮(2)与轴(25)之间的尽可能无空隙的连接而设置的是，一个支座或多个支座(6)与轴(25)根据过渡配合确定规格。
根据本发明的特别有利的改进方案，探测器磁轮(2)具有在轴向从探测器磁轮凸出的一个或多个轴向止挡部(36)。一个或多个轴向止挡部(36)在轴向与一个或多个支座(6)联接。由此，在安装时，探测器磁轮(2)的最终位置可以通过轴向的压力加载限定地设定。
环盘形的毂(30)在径向与套筒(29)或套筒形的支座(6)联接。毂(30)用于跨接轴(25)或支座(6)和/或套筒(29)与磁体环(7)之间的径向间距，其中，应该尽可能不出现材料堆积，材料堆积在注塑块冷却后会导致变形。因此，毂(30)是盘形的，从而整个载体(3)在其不同的区域中大致具有相同的壁部厚度。
适宜地，磁体容纳环(9)在径向与毂(30)联接。此外设置的是，磁体容纳环(9)在其轴向端部上分别通过环形壁(37)在轴向上扩开，其中，在磁体容纳环(9)与环形壁(37)之间构造出槽(33)。该槽(33)用作针对磁体环(7)的轴向固定。基于磁体环(7)的环形形状，该磁体环此外在径向上保持固定。
根据实施方案而定地，磁体环(7)的至少一部分可以容纳在槽(33)中，或者磁体环(7)可以在径向从槽(33)延伸出。此外，磁体环(7)可以在槽(33)外部在轴向延伸，从而使环形壁(37)的轴向限界部和磁体环(7)的轴向限界部位于一个平面中。由此得到更宽的磁体环(7)，其以更大的几率与探测器磁轮(2)直接对置。为了再增强该效果，根据周围几何形状是否允许而定地，磁体环(7)还可以进一步凸出超过环形壁(37)。
紧固器件(4)至少部分地在轴向与毂(30)联接。但根据紧固器件(4)的直径和转子(18)的相应的缺口(12)如何被确定规格而定地，紧固器件也可以至少部分地在轴向与磁体容纳环(9)联接。
紧固器件(4)的如下的另外的设计方案是特别有利的，即，紧固器件朝远离探测器磁轮(2)的区域逐渐变细。这一方面使在缺口(12)中的拼接过程变得容易，并且另一方面提高了依赖于压入深度的压入力。然而因为变细是相对很小的，所以探测器磁轮(2)的轴向位置可以顺利地在更大的轴向区域上设定。
该效果以如下方式进一步改进，即，使紧固器件(4)沿其轴向延伸具有留空部(14)，这些留空部例如可以以切口(40)、开口(32)和/或空心空间(31)的形式构造，这是因为由此实现一定的柔韧性。
拼接面越粗糙，那么力锁合的连接就越好。因此有意义的是，紧固器件(4)在轴向力锁合地且在转动方向上形状锁合地容纳在转子叠片组(26)的缺口(12)中。
为了确保探测器磁轮(2)保持在其轴向位置中而设置的是，在转子叠片组(26)与探测器磁轮(2)之间布置弹簧(42)，该弹簧将探测器磁轮(2)在轴向挤压到第二深沟球轴承(15)上。为了由此不提高部件数量和安装费用而有意义的是，弹簧(42)由载体(3)的材料构成并且与其是一体式的。
该任务的第二解决方案通过带有如下方法步骤的方法实现：a)提供转子结构组件，转子结构组件由轴(25)、带有已安装的永磁体(27)的被压紧的转子叠片组(26)构成；b)将探测器磁轮(2)预安装在转子叠片组(26)的缺口(12)中；c)将深沟球轴承(15)压紧到轴(25)上，并且设定轴端部与深沟球轴承(15)的内圈(39)之间的限定的间距尺寸，其中，探测器磁轮(2)被进一步压入到转子叠片组(26)的缺口(12)中。通过这些措施，电动机(1)的零件的对磁传感器的位置产生影响的制造公差可以以很好的方式得到补偿。
为了进一步的安装而设置的是，永磁体(27)和探测器磁轮(2)的磁体环(7)同时被磁化。由此省去附加的方法步骤。
最后提供定子结构组件，定子结构组件由壳体缸(10)构成，该壳体缸带有已安装的定子(19)和已安装的用作固定轴承的第一深沟球轴承(8)，并且将定子结构组件安装到转子结构组件上，其中，套筒形的工具抵靠到第一深沟球轴承(8)的内圈(39)上，并且将第一深沟球轴承限定地压紧到轴(25)上。
附图说明
本发明的实施例随后借助示例详细阐述。其中：
图1示出探测器磁轮的第一实施方式的正视图；
图2示出根据图1的探测器磁轮的被剖开的立体图示；
图3从另一方面示出根据图2的图示；
图4示出探测器磁轮的第一实施方式的截面图；
图5示出探测器磁轮的另一截面图；
图6示出探测器磁轮的另一正视图；
图7示出安装在转子上的探测器磁轮；
图8示出探测器磁轮的第二实施方式；
图9示出探测器磁轮的第二实施方式的变型方案；和
图10示出带有第一实施方式的探测器磁轮的电动机。
提示：带有撇号的附图标记和不带有撇号的相应的附图标记表示附图和附图描述中的名字相同的细节。在此涉及在另外的实施方式、现有技术中的使用，并且/或者该细节是一个变型方案。权利要求、说明书开头、附图标记列表和摘要为了简单起见仅包含不带有撇号的附图标记。
具体实施方式
图1至6从不同的方面示出探测器磁轮2的第一实施方式，其由载体3和磁体环7构成。载体3由环盘形的毂30构成，六个紧固器件4、中心套筒29和磁体容纳环9与该环盘形的毂联接。磁体容纳环9(参见图2)在径向通过彼此间隔开的两个环形壁37来延续。磁体容纳环9和环形壁37共同形成径向向外敞开的槽33(参见图2)。槽33通过磁体环7填充。磁体环7在径向延续超出环形壁37并且形成柱形的外轮廓。磁体环7的轴向限界部和环形壁37的轴向限界部位于一个平面中。套筒29在轴向相对于磁体环7和环形壁37凸出。三个以120°角彼此间隔开地布置的支座6在径向内部与套筒29联接，这些支座用作支撑器件。支座在径向内部具有支座面34，它们匹配于柱形周侧面。在已安装的状态下，支座与轴25(参见图9)形成过渡配合。支座6在轴向分别具有轴向止挡部36(参见图2)；轴向止挡部用于抵靠到第二深沟球轴承15上(参见图9)。轴向止挡部36相对于套筒29在轴向凸出。紧固器件4具有逐渐变细的、开槽的套筒29的形状，紧固器件带有空心空间31和各一个向内指向的开口32。紧固器件4用作针对探测器磁轮2的防扭转件。紧固器件4的端部上的斜边35(参见图3、4)和紧固器件的变细部应该使导入转子叠片组26的缺口12中变得容易(参见图9)。变细部此外应该提供缺口12中的牢固的、力锁合的连接。开口32在此允许紧固器件4的一定的柔韧性，从而其直径稍微减小并且可以匹配于叠片组中的缺口12。紧固器件4在径向从套筒29通过毂30延伸至磁体容纳环9。载体3与套筒29、毂30、紧固器件4、支座6和磁体容纳环9是一体式的。磁体环7由塑料粘结的永磁体27(参见图1)，例如稀土磁体，如NdFeB构成。探测器磁轮2借助双组分注塑法制造，其中，首先，由可塑性变形的塑料材料构成的载体3在第一腔中初次成型，并且随后由塑料粘结的永磁体材料构成的磁体环7在第二腔中与载体3通过初次成型来拼接。没有对载体3的材料提出非常高的要求，这是因为基于与转子叠片组26的形状锁合可以无需与轴25的挤压连接。支座9阻止了探测器磁轮2的倾斜。在图1中示出锥形的脱模倾斜部41，其使从注塑工具脱模变得容易。支座6不具有脱模倾斜部41，以便提供限定的支座面。
图7在两个相互倾斜150°的剖面中(参见图1中的线A-A)示出第一实施方式的探测器磁轮2，其安装到转子18上，其中，与载体3一体式的紧固器件4延伸至转子叠片组26的轴线平行的缺口12中并且力锁合地保持在其中。探测器磁轮2的与载体3一体式的支座6平置在轴25上。由此阻止探测器磁轮2的倾倒。轴向止挡部36在轴向贴靠在深沟球轴承15的内圈39上。由此可行的是，在拼接深沟球轴承15时设定紧固器件4到缺口12中的压入深度。原则上，紧固器件4的数量是可自由选择的，然而推荐设置至少两个，优选三个或更多个紧固器件4。
图8示意地示出探测器磁轮2‘的第二实施方式，其带有载体3‘和磁体环7‘。在此，两个紧固器件4‘与载体3是一体式的，紧固器件轴线平行地背离载体3‘地延伸。紧固器件4‘分别设有四个逐渐变细的肋38，它们形成十字形的布置并且通过切口40彼此分离。支座6在此为了简单起见被略去，但它们可以与在第一实施方式中那样类似地成形。替代分开的支座地也可以使用环形的支座6‘。
图9示出探测器磁轮2“的第二实施方式的变型方案，其中，由塑料构成的弹簧42与载体3“是一体式的。弹簧42由两个彼此间隔开的且通过接片17相互连接的环13构成。另外的接片17将环13中的第一环和载体3“连接。在环13之间布置的接片17相对于在载体3“与传感器43(参见图10)之间布置的接片17错开90°角。两个凸起部23在轴向与靠外的环13联接，这些凸起部相对于将环13连接起来的接片17错开90°角。凸起部23用作限定的抵靠面，用以抵靠在转子叠片组26上。通过接片17彼此间的角度错位和凸起部23相对于接片17的角度错位能够实现弹簧42的柔韧性，其方法是：环13的在接片17之间的区域在轴向方向上能以弹簧弹性的方式偏转。通过弹簧42总是确保探测器磁轮2“贴靠在第二深沟球轴承15上。
图10示出电动机1的装配附图，该电动机涉及电子换向的直流电机，其包括装备有永磁体27的转子18、缠绕有绕组24的定子19和壳体。壳体由轴承盖20和壳体缸10构成。转子18由光滑的轴25、转子叠片组26、永磁体27和探测器磁轮2构成，该探测器磁轮保持在载体3(参见图1至6)上，该载体通过紧固器件4在轴向压入转子叠片组26的缺口12中。传感器43与探测器磁轮2协作，该传感器在探测器磁轮2的径向布置在导体板21上；替选地也可以实现轴向的布置。导体板21构造为被包封的包括插头22的引导板材。此外示出利用弹簧钢片5紧固的第一深沟球轴承8、第二深沟球轴承15、在留空部14中紧固的盖板16、法兰安装的齿轮泵28和定子叠片组11。在安装探测器磁轮2时，可以在相应的实际尺寸的一定的范围内调整相对于转子18的轴向位置。为此使用轴向止挡部36(参见图1至6)，其可以支撑在第二深沟球轴承15的内圈39上。以该方式可以建立与传感器43的准确的位置配属。探测器磁轮2和转子18分别具有三个北极和三个南极。
附图标记列表
1 电动机 30 毂
2 探测器磁轮 31 空心空间
3 载体 32 开口
4 紧固器件 33 槽
5 弹簧钢片 34 支座面
6 支座 35 斜边
7 磁体环 36 轴向止挡部
8 第一深沟球轴承 37 环形壁
9 磁体容纳环 38 肋
10 壳体缸 39 内圈
11 定子叠片组 40 切口
12 缺口 41 脱模倾斜部
13 环 42 弹簧
14 留空部 43 传感器
15 第二深沟球轴承
16 盖板
17 接片
18 转子
19 定子
20 轴承盖
21 导体板
22 插头
23 凸起部
24 绕组
25 轴
26 转子叠片组
27 永磁体
28 齿轮泵
29 套筒

Claims (17)

1.一种电动机(1)，所述电动机带有定子(19)、能转动地支承在壳体中的转子(18)、抗相对转动地安装在所述转子(18)上的探测器磁轮(2)，其特征在于，所述探测器磁轮(2)通过由塑料材料构成的载体(3)和磁体环(7)构成，并且所述载体(3)具有紧固器件(4)，所述紧固器件在轴向嵌入所述转子(18)的缺口(12)中，其中，所述载体(3)包括支撑在所述转子(18)的轴(25)上的一个支座或多个支座(6)并且所述一个支座或多个支座(6)具有匹配于柱形周侧面的一个/多个支座面(34)，所述一个/多个支座面直接贴靠在所述轴(25)上，其中，设置有三个或更多个支座(6)，套筒(29)在径向与这些支座联接，或者在一个支座(6)的情况下，这个支座是套筒形的，并且其中，环盘形的毂(30)在径向与所述套筒(29)或所述套筒形的支座(6)联接，磁体容纳环(9)在径向与所述毂(30)联接且在其轴向端部上分别通过环形壁(37)在轴向扩开，其中，在所述磁体容纳环(9)与所述环形壁(37)之间构造有径向向外敞开的槽(33)。
2.根据权利要求1所述的电动机(1)，其特征在于，所述一个支座或多个支座(6)根据与所述轴(25)过渡配合来确定规格。
3.根据权利要求1所述的电动机(1)，其特征在于，所述探测器磁轮(2)具有一个或多个轴向止挡部(36)，所述一个或多个轴向止挡部在轴向从所述探测器磁轮凸出。
4.根据权利要求3所述的电动机(1)，其特征在于，所述一个/多个轴向止挡部(36)在轴向与所述一个或多个支座(6)联接。
5.根据权利要求3所述的电动机(1)，其特征在于，所述探测器磁轮(2)能够通过所述轴向止挡部(36)在轴向支撑在轴承的内圈(39)上。
6.根据权利要求1所述的电动机(1)，其特征在于，所述磁体环(7)的至少一部分容纳在所述槽(33)中。
7.根据权利要求6所述的电动机(1)，其特征在于，所述磁体环(7)在径向延伸超出所述槽(33)。
8.根据权利要求7所述的电动机(1)，其特征在于，所述磁体环(7)在所述槽(33)外部在轴向上延伸，从而使所述环形壁(37)的轴向限界部和所述磁体环(7)的轴向限界部位于一个平面中。
9.根据权利要求1所述的电动机(1)，其特征在于，所述紧固器件(4)至少部分地在轴向与所述毂(30)联接。
10.根据权利要求1所述的电动机(1)，其特征在于，所述紧固器件(4)至少部分地在轴向与所述磁体容纳环(9)联接。
11.根据权利要求1所述的电动机(1)，其特征在于，所述紧固器件(4)朝远离所述探测器磁轮(2)的区域逐渐变细。
12.根据权利要求1所述的电动机(1)，其特征在于，所述紧固器件(4)沿其轴向延伸具有留空部(14)。
13.根据权利要求1所述的电动机(1)，其特征在于，所述紧固器件(4)在轴向力锁合地且在转动方向上形状锁合地容纳在转子叠片组(26)的缺口(12)中。
14.根据权利要求13所述的电动机(1)，其特征在于，在所述转子叠片组(26)与所述探测器磁轮(2)之间布置有弹簧(42)，所述弹簧将所述探测器磁轮(2)在轴向挤压到第二深沟球轴承(15)上。
15.根据权利要求14所述的电动机(1)，其特征在于，所述弹簧(42)由所述载体(3)的材料构成并且与所述载体(3)的材料是一体式的。
16.根据权利要求5所述的电动机(1)，其特征在于，所述轴承是深沟球轴承(15)。
17.根据权利要求12所述的电动机(1)，其特征在于，所述留空部能够以切口(40)、开口(32)和/或空心空间(31)的形式构造。
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