CN111264020A

CN111264020A - 用于旋转电机的滚动轴承小板

Info

Publication number: CN111264020A
Application number: CN201880069053.5A
Authority: CN
Inventors: R.本-奥姆兰; F.布西科特; S.斯坦塞尔
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2020-06-09
Also published as: WO2019092034A1; FR3073340A1; EP3707806A1; FR3073340B1

Abstract

本发明突出一种旋转电机，特别是用于机动车辆，其具有：‑转子(12)和定子(15)，形成沿着轴线(X)延伸的作用部件；‑壳体(11)，包围所述活动部件并具有至少一个法兰(16)，所述法兰具有基本沿径向延伸的横向部分(38)和从所述横向部分延伸突出的鼻部(39)；‑径向地容纳在所述法兰的鼻部中的滚动轴承(18)；和‑用于轴向支撑所述滚动轴承的板(43)。根据本发明，板(43)具有径向延伸的平坦部分(44)和从所述平坦部分轴向突出的唇缘(45)，以便与所述滚动轴承(18)接触。

Description

用于旋转电机的滚动轴承小板

技术领域

本发明尤其涉及一种用于旋转电机的滚动轴承小板。

背景技术

本发明在诸如交流发电机、交流发电机起动器或可逆机器或电马达的旋转电机领域中具有特别有利的应用。应当记住，可逆电机是一种旋转电机，其可以可逆地运行，首先作为交流发电机功能的发电机，其次作为电马达，以便例如起动机动车辆的热力发动机。

旋转电机包括：转子，其可绕轴线旋转；以及固定的定子，其围绕转子。在交流发电机模式下，当转子旋转时，它会在定子上感应出磁场，定子将该场转换成电流，以便为车辆的用电消耗器供电并为电池充电。在马达模式下，定子被供电，并感应磁场，该磁场使转子旋转。

传统上，旋转电机包括由前轴承和后轴承形成的壳体，该壳体包围由转子和定子形成的组件。每个法兰具有在周向方向上轴向延伸的裙部和从裙部的端部横向延伸的横向部分。每个法兰还具有被鼻部围绕的开口，该鼻部从横向部分的中央突出。鼻部使得可以容纳与机器的轴接触的轴承，该轴与在定子内部旋转的转子成一体。鼻部由轴向延伸的侧壁和从该侧壁横向延伸的基部形成，该基部被穿孔以使轴通过。该机器还包括具有平坦形式的小板，该小板与轴承接触，并固定在法兰的横向部分上，以便轴向保持轴承。因此，轴承径向地保持在侧壁和轴之间，而轴向地保持在小板和鼻部的基部之间。

有利的是，在机器上添加用于调节带的张力的调节装置，例如在专利AT 130902和EP 0 459 894中描述的，对它们将做进一步参考。该调节装置通过避免带的滑动并过滤振动而使得可以获得带的最佳张力，所述振动会损害旋转电机的令人满意的操作。

然后出现问题，因为在这种类型的机器中常规使用的法兰与前述专利中描述的法兰不同。特别地，先前描述的法兰不能提供调节装置的支撑功能。解决方案之一是产生特定的前法兰，该前法兰使不改变机器的轴承的尺寸成为可能，并保持旋转电机内部的空气的流通，同时允许在壳体上固定用于调节带的张力的调节装置。该解决方案尤其包括提供前法兰，该前法兰具有朝机器的前部偏移的鼻部，该偏移取决于调节装置的厚度。

这种类型的偏移包括鼻部朝着前部、特别是其侧壁的延长，而不改变法兰的横向部分。轴承也朝着前部偏移，从而与鼻子的基部接触。小板则不再与轴承接触，并且轴承不再被轴向保持。

一种解决方案是在轴承和小板之间插入补充部件，以弥补偏移。但是，这种类型的补充部件使旋转电机的组装过程复杂化并延长了组装过程。另外，这种类型的部件通过产生补充机械公差而增加了组件的夹持和机械精度的问题。

本发明的目的是使得有可能避免现有技术的缺点。

发明内容

因此，为此目的，本发明的主题是一种旋转电机，特别是用于机动车辆的旋转电机，该旋转电机包括：转子和定子，该转子和定子形成沿轴线延伸的作用部件(activepart)；壳体，包围所述作用部件并包括至少一个法兰，该法兰具有基本沿径向延伸的横向部分和从该横向部分延伸突出的鼻部；径向地容纳在法兰的鼻部中的轴承；允许轴向保持轴承的小板。根据本发明，小板具有径向延伸的平坦部分和从该平坦部分轴向延伸突出的凸缘，以便与轴承接触。

因此，本发明使得可以在没有补充部件的情况下轴向保持轴承，以补偿轴承和小板之间的间隙。因此，这使得可以使用具有朝向前部偏移的鼻部的特定法兰，其允许使用用于调节带张力的调节装置，从而改善了机器的操作。

根据一个实施例，凸缘与平坦部分成一体。这使得可以简化小板的生产。

根据一个实施例，凸缘具有轴环的形式。“轴环”是指位于凸缘和平坦部分之间的连接部分，具有倒角或倒圆的形式。这使得可以减少由机器内部的空气流通产生的空气动力学噪声。例如，凸缘因此形成圆柱形壁。

根据一个实施例，凸缘的轴向自由端与轴承的下部面轴向接触。

根据一个实施例，平坦部分具有界定内周并允许旋转电机的轴通过的开口，转子安装在该轴上。

根据一个实施例，凸缘从平坦部分的内周延伸。

根据一个实施例，平坦部分具有圆形的外周。这使得可以减少由机器内部的空气流通产生的空气动力学噪声。替代地，平坦部分可以具有正方形或长方形的外周部分。

例如，平坦部分具有环的形式。

根据一个实施例，该机器另外包括沿轴线延伸、支撑转子并且与轴承的内部部分接触的轴。例如，轴承径向地介于轴和法兰的鼻部之间。

根据一个实施例，鼻部具有基本沿轴向延伸的侧向部分和从该侧向部分横向延伸的基部。在这种情况下，基部在中心具有用于轴通过的开口。

根据一个实施例，轴承包括与轴接触的内环和与鼻的侧壁接触的外环，其中诸如滚珠或滚针的滚动元件将内环和外环分开。例如，小板的凸缘与轴承的外环接触。

根据一个实施例，凸缘的内直径大于轴的外直径。因此，在凸缘的内周与轴之间存在径向间隙。这使得一方面可以简化小板和轴的组装，其次可以防止固定的小板和具有旋转运动的轴之间的摩擦。

根据一个实施例，鼻部包括径向延伸的侧向部分和从该侧向部分横向延伸的基部。在该实施例中，凸缘的外直径小于侧向部分的内直径。因此，在凸缘的外周和鼻部的内周之间存在径向间隙。这使得可以简化小板的组装。可替代地，凸缘的外直径和侧向部分的内直径可以基本相等。换句话说，这两个直径可以相对于彼此调节，使得存在于部件之间的径向间隙基本为零。

根据一个实施例，小板通过至少一个固定装置固定在法兰上。例如，该固定通过螺纹接合来进行。替代地，固定可以通过夹紧、粘合或焊接来进行。例如，小板的平坦部分固定在法兰的横向部分上。

根据一个实施例，小板的平坦部分固定在法兰的横向部分上，法兰的横向部分包括埋头孔，小板的平坦部分插入该埋头孔中。因此，小板没有相对于横向部分轴向地朝向机器的后部突出。这使得可以减少由机器内部的空气流通产生的空气动力学噪声。该埋头孔也可以称为凹槽。

根据一个实施例，小板还包括分度装置，该分度装置特别地包括从平坦部分的外周边径向延伸突出的至少一个凸耳。这使得可以简化机器的组装。

根据一个实施例，小板具有狭槽，使得小板具有敞开形式。这使得可以简化小板的装配。替代地，小板可以具有闭合形式。

根据一个实施例，鼻部的侧壁的轴向长度比轴承的轴向长度长，使得用于调节车辆的热力发动机的带的张力的调节装置与旋转电机联接。

本发明的主题还是一种旋转电机。旋转电机可以有利地形成交流发电机、交流发电机起动器、可逆电机或电马达。

附图说明

通过阅读以下对本发明的非限制性实施例的详细描述并通过查阅附图，将能够更好地理解本发明，在附图中：

图1示意性地且部分地示出了根据本发明的实施例的旋转电机的截面图；

图2示意性地且部分地示出了根据本发明的另一实施例的旋转电机的一部分的分解透视图；

图3示意性地且部分地示出了组装后的图2中的元件的截面图；和

图4示意性地并且部分地示出了从图3中的元件的下方看的透视图。

具体实施方式

相同、相似或类似的元件从一个图到另一个保持相同的附图标记。

下文描述的实施例绝非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。特别地可以设想本发明的变型，其仅包括以下所描述特征的选集，而没有所描述的其他特征，如果该特征选集足以赋予本发明技术优势或使本发明与现有技术区分开。特别地，如果从技术上并丰不可行，则可以将所描述的所有变型和所有实施例彼此组合。在这种情况下，这将在本说明书中提及。

图1示出了紧凑的多相旋转电机10，其尤其用于机动车辆。该旋转电机10以交流发电机模式将机械能转换为电能，并且可以以电马达模式操作以将电能转换为机械能。该旋转电机10例如是交流发电机、交流发电机-起动器或可逆电机。

旋转电机10包括壳体11。在该壳体11的内部，其还包括轴13，与轴13一体旋转的转子12以及围绕转子12的定子15。转子12的旋转运动围绕轴线X发生。

在下文的描述中，术语“轴向”，“径向”，“外部”和“内部”参考在轴13的中心穿过轴13的轴线X。轴向方向对应于轴线X，而径向取向对应于与轴线X相交且特别是垂直于轴线X的平面。对于径向方向，术语“外部”或“内部”是相对于同一轴线X理解的，术语“内部”对应于朝向轴线取向或与第二元素相比更靠近轴线的元素，术语“外部”表示与轴线X的间距。

在该示例中，壳体11包括组装在一起的前法兰16和后法兰17。这些法兰16、17具有中空的形式，并且每个法兰在中央支撑轴承，该轴承联接到相应的球轴承18、19，用于旋转地装配轴13。另外，壳体11包括固定器件14，其允许将旋转电机10装配在车辆中。

带轮20被固定在轴13的前端上的前法兰16处，例如通过被支撑在该带轮的空腔的基部上的螺母。该带轮20使得可以将旋转运动传递至轴13，或者使轴13将其旋转运动传递至带。

在下文的描述中，术语“上部”和“下部”以及“上方/下方”或“前/后”参考带轮20。因此，上部面或上方的面或前部面是朝着带轮的方向取向的面，而下部面或下方的面或后部面是朝着与带轮相反方向取向的面。

在这种情况下，轴13的后端支撑属于集电器22的集电环21。属于电刷架24的电刷23设置成在集电环21上摩擦。电刷架24连接至电压调节器(未示出)。

另外，前法兰16和后法兰17可以包括用于空气通过的大致侧向开口，以允许通过由位于转子12的前轴向面上(即在前法兰16处)的前风扇25的旋转并且通过位于转子的后轴向面上(即位于后法兰处)的后风扇26的旋转产生的空气的流通来冷却旋转电机。

在该示例中，转子12是具有爪的转子。它包括两个磁轮31。每个磁轮31由板32和形成磁极的多个爪33形成。板32具有横向取向，并且具有例如基本上环形的形式。该转子12还包括柱形芯34，其轴向地介于磁轮31之间。在这种情况下，该芯34由两个半芯形成，每个半芯属于一个磁轮。在芯34和爪33之间，转子12包括线圈35，在这种情况下，线圈35包括绕组毂和在该毂上的电绕组。例如，属于集电器22的集电环21通过有线连接而与所述线圈35连接。转子12还可包括介于两个相邻的爪33之间的磁性元件。

在该实施例中，定子15包括呈一组金属板形式的主体27，其设置有例如半封闭或敞开型的凹口，该凹口设有用于装配电绕组28的凹口绝缘件。该绕组28穿过主体27中的凹口，并且在定子的主体的两侧上形成前髻状部29和后髻状部30。绕组28例如以星形或三角形的形式连接。

另外，绕组28由一个相或多个相形成。每个相包括穿过定子主体27中的凹口的至少一个导体，并与所有的相一起形成髻状部。绕组28电连接到电子组件36。

电子组件36包括至少一个电子功率模块，使得可以控制绕组28的相。该功率模块形成电压整流桥，以便将由机器10产生的交流电转换成直流电压，以便特别是在交流发电机模式中向车辆的电池和车载网络供电。

当电绕组由电刷供电时，转子被磁化，并成为感应器转子，在爪处形成南北磁极。当轴旋转时，该感应器转子在被感应的定子中产生感应交流电。整流桥然后将该感应的交流电转换成直流电，特别是为了向机动车辆的车载网络的负载和消耗器供电，以及为其电池充电。

如图1所示，前法兰16具有沿大致轴向方向延伸的裙部37，从裙部的轴向端沿大致径向方向延伸的横向部分38，在横向部分的中央延伸的通孔40，和从横向部分延伸突出的鼻部，以围绕开口。开口40允许轴13的前端通过，以便将带轮20装配在轴上。鼻部39使得可以容纳前轴承18。鼻部39具有从横向部分38的内周沿大致轴向方向延伸的横向部分41，以及从侧向部分横向延伸并界定开口40的基部42。鼻部39朝着机器的前部延伸突出，即，鼻部在相对于横向部分38与裙部37延伸所沿的方向轴向相反的方向上延伸。

在整个说明书中以及在权利要求中，“基本上径向”是指相对于轴线X形成在80°至100°范围内的角度的方向。类似地，“基本上是轴向”是指相对于轴线X形成在0°至20°范围内的角度的方向。

前轴承18定位在由鼻部形成的容纳部中，以在径向上被阻挡在侧壁41和轴13之间。另外，轴承18定位在所述容纳部中，以便与基部42轴向接触。设置小板43以在所述基部与其自身之间轴向地阻挡轴承。

小板43包括大致径向延伸的平坦部分44和从平坦部分延伸突出的凸缘45。凸缘45与平坦部分44是一体的，即，小板43被制成单件。平坦部分44具有界定小板的内周并允许轴13的端部通过的开口46。凸缘45从平坦部分44的内周延伸。另外，凸缘45在与鼻部相同的方向上，即朝向机器的前部，在大致轴向上延伸。因此，凸缘的轴向自由端与前轴承18的下部面轴向接触。凸缘45具有形成圆柱形壁的轴环的形式。

图2示出了旋转电机的另一实施例，其中，壳体11具有不同的形式，以便形成冷却室，冷却液可以在该冷却室中流通以冷却定子。特别地，前法兰16的裙部37和后法兰17的裙部每个具有适于将这种类型的腔室放置在位的形式。与图1中描述的实施例相比，机器的其他部件，特别是前法兰16的鼻部39和小板43没有改变。

如图2清楚所示，平坦部分44具有圆形形式的外周。

在图2的实施例中，小板43被固定在前法兰16上，特别是小板的平坦部分44被固定在法兰的横向部分38上。例如，在这种情况下，平坦部分44和横向部分38分别具有螺纹开口47，螺纹开口47允许诸如螺钉的螺纹装置49通过。在该示例中，机器包括规则地分布在小板43的圆周上的四个螺纹装置49。

从图3的示例中可以清楚地看到，前法兰16的横向部分38包括埋头孔50，该埋头孔50从所述部分38的内周沿整个圆周延伸。例如，埋头孔50在轴向高度上轴向延伸，该轴向高度至少等于平坦部分44的轴向高度。再例如，埋头孔的形状与所述平坦部分的外周的形状相适应。因此，平坦部分44被插入埋头孔中，并且相对于横向部分38没有轴向突出。

前轴承18例如是滚珠轴承或滚针轴承。所述轴承包括与轴13的一部分接触的内环15和与鼻39的侧壁41接触的外环52，且诸如滚珠或滚针的滚动元件53将内环和外环分开。从图3中可以清楚地看出，小板43的凸缘45与外环52的后表面轴向接触，所述外环的前表面与基部42接触。

在该示例中，小板的凸缘45的内直径大于轴13的外直径，以使得小板不与轴接触。

另外，在该示例中，凸缘45的外直径小于鼻部39的侧向部分41的内直径，使得小板不与鼻部接触。

小板43还包括分度装置，其在图4的示例中可以清楚地看到。在这种情况下，分度装置具有两个凸耳54，每个凸耳54从平坦部分44的外周径向地延伸突出。在这种情况下，法兰的横向部分38具有两个容纳部55，每个容纳部接收一个凸耳54。在这种情况下，凸耳在小板43的周边沿直径彼此相对地布置。另外，在该示例中，横向部分38具有四个容纳部55，以便可以简化具有对称形式的小板43的定位。

凸耳54和容纳部55具有彼此互补的形式。在该示例中，每个凸耳和每个容纳部具有圆形的形式，尤其是圆弧的形式。

例如，容纳部55从埋头孔50在径向平面上延伸，即，凸耳54在与平坦部分44的至少一部分相同的平面上延伸。因此，分度装置没有从平坦部分44轴向突出，这使得可以在空气动力学噪声方面获得更好的谐波分布。

从图2和图4中可以清楚地看到，小板43包括沿径向延伸的狭槽56，使得小板具有敞开形式。因此，狭槽56在平坦部分44和凸缘45上延伸。在这种情况下，狭缝从开口46延伸直到小板43的外周。例如，狭槽沿大致径向方向延伸。

本发明特别是在交流发电机或可逆电机领域中具有应用，但是它也可以应用于任何类型的旋转电机。

应当理解，上述描述仅是通过示例的方式提供的，并且不限制本发明的领域，通过用任何其他等同物替换不同的元件，将不构成对本发明的背离。

Claims

1.一种旋转电机，特别是用于机动车辆，该电机(10)包括：

转子(12)和定子(15)，形成沿轴线(X)延伸的作用部件；

壳体(11)，包围所述活动部件并包括至少一个法兰(16)，所述法兰具有基本沿径向延伸的横向部分(38)和从所述横向部分延伸突出的鼻部(39)；

径向地容纳在所述法兰的鼻部中的轴承(18)；和

小板(43)，允许轴向保持所述轴承，

该电机(10)的特征在于，所述小板(43)具有径向延伸的平坦部分(44)和从所述平坦部分轴向延伸突出的凸缘(45)，以便与所述轴承(18)接触。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

所述凸缘(45)与所述平坦部分(44)成一体。

3.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，

所述凸缘(45)具有轴环的形式。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，

所述凸缘(45)从所述平坦部分(44)的内周延伸。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，

其还包括沿轴线(X)延伸的轴(13)，所述轴(13)支撑转子(12)，并与所述轴承(18)的内部部分接触，并且所述凸缘(45)的内直径大于所述轴(13)的外直径。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，

所述鼻部(39)包括径向延伸的侧向部分(41)和从所述侧向部分横向延伸的基部(42)，并且所述凸缘(45)的外直径小于所述侧向部分(41)的内直径。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，

所述小板(43)具有狭槽(56)，使得所述小板具有敞开的形式。

8.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

所述小板(43)的平坦部分(44)固定在所述法兰(16)的横向部分(38)上，并且所述法兰的横向部分包括埋头孔(50)，所述平坦部分插入所述埋头孔中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，

所述平坦部分(44)具有圆形的外周。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，

所述小板(43)还包括分度装置，所述分度装置特别地包括从所述平坦部分(44)的外周边径向延伸突出的至少一个凸耳(54)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，

所述鼻部(39)包括径向地延伸的侧向部分(41)，所述鼻部(39)的侧壁(41)具有比所述轴承(18)的轴向长度更长的轴向长度，使得用于调节车辆的热力发动机的带的张力的调节装置与旋转电机联接。