CN115956167A - 电动马达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动马达(1)，该电动马达具有布置在马达壳体(7)中的马达轴(4)，其中，马达轴(4)绕转动轴线(8)可转动运动地支承在至少一个具有外圈(6a)和相对于马达轴(4)固定的内圈(6b)的位于轴承容纳部(10)中的滚动轴承或球轴承(6)中，其中，滚动轴承(6)的外圈(6a)借助弹簧盘(19)预紧，弹簧盘位于轴承容纳部(10)中并且具有若干波列(20)，波列具有交替地轴向凸出的半波列(20a、20b)，并且其中，弹簧盘(19)在内周边(19c)上具有若干定心元件(21)，定心元件在未夹紧的弹簧盘(19)中贴靠在马达轴(4)上，而在弹簧盘(19)的夹紧状态下与马达轴(4)间隔开。

Description

电动马达

技术领域

本发明涉及一种具有定子和转子的电动马达，该转子抗相对转动地布置在马达轴上，该马达轴绕转动轴线可转动运动地支承在马达壳体内。电动马达在此尤其理解为机动车的电子换向的转向马达。

背景技术

机动车通常具有若干调节部件，例如转向装置、座椅调节装置、可操纵的锁、车窗升降器和可调节的天窗，其可以通过分别相配属的电动马达式驱动装置(调整或调节驱动装置)调节，或可在不同的调节位置之间移动。尤其地，机动车的转向马达或制动力增强器通常是作为三相电流机的无刷式的电动马达。

这种电动马达通常具有定子，该定子具有若干例如星形布置的定子齿，这些定子齿承载各个线圈形式的旋转场绕组或定子绕组，这些线圈本身由绝缘线缠绕。线圈利用其线圈端部(绕组线端部)与各个相或支线配属，并且以预先确定的方式彼此互连，并且被引导至相端子，用以给旋转场绕组通电。

在三相的电子换向电动马达的情况下，定子具有三个相，并且因此具有至少三个相导体或相绕组，其分别相位错开地被加载以电流，以便产生旋转磁场，通常设有永磁体的转子在旋转磁场中旋转。相绕组的相端部被引导到马达电子器件处，用以驱控电动马达。旋转场绕组的线圈在此以星形接法或三角形接法互连，并且与三个相端子电接触。

转子抗相对转动地(相对轴固定地)位于马达轴(转子轴)上，马达轴可转动地支承在至少一个轴承中，尤其是滚动轴承或球轴承中。轴承容纳在轴承盖的轴承容纳部(轴承座)中，该轴承盖例如可作为所谓的B侧的轴承盖安装到马达壳体中，或成形在马达壳体上。在B侧的轴承盖的该壳体侧上，例如罐状的或空心柱形的马达壳体的轴向的壳体凸缘可形成用于旋转编码器和/或用于电动马达的驱控电子器件的容纳空间。

用于可转动地支承马达轴的另外的球轴承可以接驳至封闭马达壳体的A侧的轴承盖，或布置在那里的轴承容纳部中。在A侧的轴承盖的壳体侧上，电动马达可以通过其马达轴，借助传动装置与车辆转向装置的转向杆或车辆的其他的调节元件(调节部件)耦联(连接)。

在通常具有相对轴固定的内圈(球轴承内圈)和外圈(球轴承外圈)的球轴承(滚动轴承)的情况下，轴承补偿盘通常设置用于球轴承在轴承座中的轴向的固定、安置或预紧，以便实现马达轴的尽可能无游隙的运转并且减小运转噪声。为此，可以使用所谓的弹簧盘和/或夹紧盘，以便补偿壳体部件与马达轴的轴承座之间的轴向公差，即轴向地安置或预紧球轴承，并且消除球轴承圈之间的支承游隙。为此，球轴承外圈和球轴承内圈例如可以借助波状的弹簧盘(波弹簧盘)相对彼此移动。如果弹簧盘不支撑在轴承容纳部的底部上或轴承座中，而是例如在球轴承的对置的侧上贴靠在该球轴承上，那么通常需要夹紧盘，以便将弹簧盘保持在马达轴上的期望的位置处。

波状的弹簧盘通常具有用于马达轴的由盘环包围的、圆形的贯通开口。在此，贯通开口的内直径通常被选择为，使得弹簧盘不与球轴承内圈碰触，以便避免摩擦力矩的不期望的增大。然而不利的是，由于贯通开口的相对大的内直径，因此在安装时可能发生弹簧盘在轴承容纳部的区域中，例如在球轴承(滚动轴承)与轴承覆盖件或球轴承盖之间的不期望的移动或卡夹。

发明内容

本发明的任务是，提供一种在马达式运行中尽可能低噪声的电动马达，尤其是一种电子换向的内动子马达。尤其应该实现滚动轴承或球轴承的可靠的安置、预紧或夹紧。优选地，应该确保尽可能无误差地安装用于预紧(安置)球轴承、尤其是其外圈的弹簧盘。

根据本发明，该任务利用权利要求1的特征解决。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。

电动马达具有定子和转子，转子相对轴固定地并且因此抗相对转动地布置在马达轴上，该马达轴在至少一个具有外圈和相对马达轴固定的内圈的滚动轴承中，优选在球轴承中，绕转动轴线可转动运动地支承在马达壳体内。滚动轴承或球轴承布置在优选设置在随后也被称为壳体轴承盖的轴承盖中的尤其是轴向缩回的轴承容纳部中。轴承容纳部以适当的方式具有用于马达轴的贯通开口。电动马达优选是电子换向的内动子马达，尤其是机动车的转向马达。

滚动轴承的外圈借助波状的弹簧盘预紧(安置)。该弹簧盘以适当的方式在壳体轴承盖的背离转子的轴承侧上相对壳体固定地位于轴承容纳部中。弹簧盘以适当的方式被马达轴穿过。弹簧盘具有用于马达轴的被环状的盘体包围(围绕)的轴开口。弹簧盘的环状的盘体在盘周向方向上具有若干波列，这些波列具有交替地轴向凸出的半波或半波列。换句话说，弹簧盘或其环状的盘体波状地实施或成形有多个波谷和波峰。尤其地，弹簧盘具有三个波列，即三个波周期，它们具有三个在一个轴向方向上和三个在另一轴向方向上定向的或凸出的半波或半波列。

弹簧盘在环状的盘体的内周边上具有若干径向向内指向的定心元件。在弹簧盘未夹紧时，这些定心元件贴靠在马达轴上。由此，弹簧盘实际上可以无误差地安装，其方式是，弹簧盘在安装时通过定心元件支撑在马达轴上，并且因此在马达轴上定心。因此，可靠地防止了弹簧盘在轴承容纳部中的倾斜、移动或卡夹。

在弹簧盘的夹紧状态下，如果弹簧盘在安装期间被轴向地挤压或预紧，那么定心元件与马达轴尤其是在形成间隙的情况下间隔开。换言之，在波状的弹簧盘的夹紧或预紧中，定心元件径向向外偏移，并且因此不再贴靠在马达轴上。由此，在弹簧盘的运行中建立在马达运行中旋转的马达轴的无摩擦的运转并且避免提高摩擦力矩。具有定心元件的波状的弹簧盘优选是由金属板材或优选由弹簧带钢构成的冲压弯曲件。

在有利的改进方案中，弹簧盘借助例如根据压配合的方式形状锁合地或优选力锁合地位于轴承容纳部中的环状的夹紧盘预紧或能预紧。以适当的方式，夹紧盘具有实施为穿通部(Durchzug)的用于马达轴的轴开口。为了进一步提高夹紧盘的刚性，夹紧盘的盘外边缘轴向地、尤其是在实施为穿通部的轴开口的凸出方向上凸出(轴向弯起)。

夹紧盘的穿通部和盘边缘的凸出方向(弯起方向)以适当的方式在轴承容纳部的容纳开口的方向上定向，夹紧盘通过容纳开口安装到轴承容纳部中。夹紧盘因此一方面牢固地相对壳体固定地保持，并且另一方面，夹紧盘可以尽可能靠近地且因此节省空间地引导至波状的弹簧盘，以便使弹簧盘相对于球轴承的外圈预紧。此外，夹紧盘的安装得到简化，这是因为相应的边沿弯起优选与夹紧盘到轴承容纳部中的安置方向相反地定向。

在定心元件的适宜的设计方案中，定心元件具有成形到环状的盘体的内周边(内半径)上的径向接片或定心臂。以适当的方式设置有三个这样的径向接片或径向臂。特别适宜地，定心元件具有圆弧形的定心区段。该定心区段优选在其背离环状的盘体的内周边的接片端部(自由端部或松动端部)上成形在所配属的径向接片(定心臂)上。

特别优选地，定心元件布置在弹簧盘的波状的盘体的在相同的轴向方向上轴向凸出的半波列(半波)上。适宜地，弹簧盘的盘体以在相同的轴向方向上轴向凸出的、没有定心元件的半波列，即无定心元件的半波贴靠在滚动轴承的外圈上。定心元件因此与球轴承或其外圈轴向间隔开。

在弹簧盘夹紧期间，如果弹簧盘的半波列(半波)轴向地朝球轴承的方向引导并且在此变形(这优选借助在弹簧盘的背离球轴承的盘侧上被压入轴承容纳部中的夹紧盘来实现)，那么定心元件径向向内回缩，并且在此以简单且可靠的方式几乎自动地不再贴靠在马达轴上。

由于球轴承的借助带有定心元件的波状的弹簧元件预紧的(安置的)外圈，球轴承可以与优选借助夹紧盘在轴承容纳部中夹紧的弹簧盘的复位力相抗地轴向偏移，从而防止或至少减小在电动马达运行中，优选在同时无游隙的轴承运行中的运行噪声。此外，防止摩擦力矩由于弹簧盘而导致的增大，这是因为在弹簧盘的夹紧状态下，定心元件不再摩擦地或滑摩地贴靠在马达轴上。

用于球轴承(滚动轴承)的轴承容纳部有利地实施为滑动座。由此，在安装电动马达时，电动马达的马达轴连同转子以及已经安装的球轴承(滚动轴承)一起可以安装到马达壳体中，并且球轴承(滚动轴承)可以从壳体轴承盖的面对壳体内部空间的轴承侧安装到轴承容纳部中。

借助具有成形在内直径上的定心元件的波状的弹簧盘预紧的球轴承(滚动轴承)以适当的方式位于所谓的B侧的轴承盖中。在那里适宜地形成用于驱控电动马达的马达电子器件的容纳空间，其方式是，马达壳体的优选柱形的壳体壁轴向突出于那里的轴承盖。以适当的方式，用于与定子绕组连接的相端子(相触点)的相应的贯通开口设置在该壳体轴承盖中，相端子伸入容纳空间中并且在那里与马达电子器件电接触或能电接触。

在马达壳体的对置的端侧上适当地设置有另外的轴承盖，其具有用于另外的轴承、尤其是用于滚动轴承或球轴承的轴承容纳部。所谓的A侧的轴承盖的该轴承容纳部适宜地不实施为滑动座，而是实施有容纳底部，轴承(滚动轴承或球轴承)支撑在容纳底部上。在该A侧的轴承中，球轴承(滚动轴承)的外圈作为压合座安装到轴承容纳部中。因此，该A侧的轴承盖也可以(在一定程度上作为壳体盖)与马达轴和转子以及B侧的球轴承(滚动轴承)一起安装。

附图说明

随后，本发明的实施例借助附图详细阐述。其中：

图1以剖面图示出了电动马达，其具有马达壳体、定子、在马达轴上的转子、A侧和B侧的轴承盖，轴承盖具有置入在其中的球轴承以及B侧的球轴承上的预紧的(安置的)波状的弹簧盘，

图2和图3以透视图或侧视图示出了波状的弹簧盘，其具有在相应的半波列上的径向向内指向的定心元件，

图4以剖面图示出了来自图1的在B侧的球轴承连同位于轴承容纳部中的且借助定心元件支撑在马达轴上的弹簧盘的区域中的片段，

图5以部分剖开的俯视图示出了通过定心元件支撑在马达轴上的弹簧盘，

图6以根据图4的图示出了借助夹紧盘在轴承容纳部中预紧的弹簧盘，并且

图7以根据图6的图示出了在定心元件与马达轴形成间隙的情况下预紧的弹簧盘。

在所有附图中，彼此相应的部分和参量设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了电动马达1的主要的部分，电动马达是电子换向的内动子马达，并且优选用作机动车的转向马达。电动马达1具有定子2和转子3，转子相对轴固定地布置在马达轴4上。马达轴在A侧的球轴承5和B侧的球轴承6中绕转动轴线(马达轴线)8可转动运动地支承在马达壳体7内。转动轴线8在轴向方向A上定向，该轴向方向与相关的径向方向R那样在图1中作为箭头示出。

在柱形的(空心柱形的)马达壳体7中，针对球轴承6设置有具有轴承容纳部10的B侧的轴承盖(壳体轴承盖)9。B侧的轴承盖9形成马达室7a与容纳空间7b之间的中间壁，具有容纳在球轴承5、6中的马达轴4的转子3和定子2布置在该马达室中，并且该容纳空间用于未示出的、用于驱控电动马达1的电子器件。

定子2具有若干星形布置的定子齿11，它们承载线圈(定子线圈)12。线圈12以其线圈端部(绕组线端部)13与各个相或支线配属，并且借助互连环14以星形或三角形接法彼此互连，并且被引导到相端子15，用以给旋转场绕组通电。

在三相的电子换向的电动马达1的情况下，定子2具有三个相，并且因此具有至少三个分别相位错开地被加载以电流的相绕组。相绕组产生旋转磁场，设有永磁体的转子3在该旋转磁场中绕转动轴线8旋转。

从图3和图4中可以看出，三个相触点或相端子经由轴承盖9中的未详细示出的开口伸出到被设置成用于马达电子器件的容纳空间7b中，容纳空间由马达壳体7的轴向突出于在那里的轴承盖9的柱形的壳体区段7c包围，仅其中两个相触点15是可见的。相触点或相端子15与相互互连成定子绕组(旋转场绕组)的线圈12连接并且与马达电子器件接触。

带有用于球轴承5的轴承座17的A侧的轴承盖16形成壳体盖，马达壳体7利用壳体盖封闭。在那里的球轴承5利用其外圈5a相对壳体固定地压入轴承座17中，而球轴承5的内圈5b相对轴固定地被压到马达轴4上。作为用于在那里的球轴承5的A侧的轴承盖16的轴承容纳部的轴承座17被实施成用于球轴承5的外圈5a的固定座或压合座。在A侧的轴承盖16的壳体侧上，电动马达1可以通过其马达轴4借助传动装置例如与车辆转向装置的转向杆耦联。

用于球轴承6的B侧的轴承盖9的轴向缩回的和具有用于马达轴4的贯通开口16的轴承容纳部10实施成滑动座。这意味着，虽然球轴承6的内圈6b也相对轴固定地被压到马达轴4上，但该球轴承6的外圈6a仅处在轴承容纳部10(作为松动座)中。由此，在安装电动马达1时，电动马达的马达轴4可以与相对轴固定的转子3和已经相对轴固定地安装的球轴承5、6一起安装到马达壳体7(具有同样已经容纳在其中的定子2)中。相对轴固定的球轴承6在此从轴承盖9的面对马达室(壳体内部空间)7a的轴承侧9a移入轴承容纳部10中。在此，A侧的轴承盖16可以作为壳体盖与马达轴4和转子3以及B侧的球轴承6一起安装在马达壳体7中或马达壳体上。

球轴承6的外圈6a通过在图2和图3中单独示出的波状的弹簧盘19预紧，该弹簧盘在用于马达电子器件的容纳空间7b内的轴承盖9的背离转子3和马达室7a的轴承侧9b上位于轴承容纳部10中。波状的弹簧盘19优选是由弹簧带钢构成的冲压弯曲件。

弹簧盘19具有用于马达轴4的中心的轴开口(开口)19a和包围(围绕)该开口19a的盘体19b。弹簧盘19的环状的盘体19b在盘周向方向U上具有若干波列或波周期20，其具有交替地轴向凸出的半波或半波列20a、20b。在实施例中，弹簧盘19具有三个波列20，其具有三个在一个轴向方向A上定向的(凸出的)半波或半波列20a和三个在相反的轴向方向A上定向的(凸出的)半波或半波列20b。

在实施例中，弹簧盘19在内周边上，即在环状的盘体19b的内开口边缘或内直径19c上，即在开口19a的开口边沿上，具有三个径向向内指向的定心元件21。这些定心元件分别具有利用固定端部成形在弹簧盘19的环状的盘体19b的内周边19c上的径向接片21a作为定心臂。圆弧形的定心区段21b在背离环状的盘体19b的内周边19c的接片端部上成形在该径向接片上。定心元件21布置(成形)在弹簧盘19的波状的盘体19b的在相同的轴向方向A上轴向凸出的半波列(半波)20b上。

如从图4和图5看到的那样，定心元件21的圆弧形的定心区段21b在未夹紧的弹簧盘19的情况下贴靠在马达轴4上。由此，弹簧盘19可以无误差地安装，如从图4看到的那样。因此，弹簧盘19在其安装中通过定心元件21支撑在马达轴4上并且在其上定心。

如从图6看到的那样，弹簧盘19能借助力锁合地位于轴承容纳部10中的环状的夹紧盘22预紧，并且在安装期间利用夹紧盘22预紧或安置。夹紧盘22具有用于马达轴4的实施成穿通部的轴开口22a。借助形式为夹紧盘22的开口边缘22b的轴向的凸出部或弯起部的穿通部，夹紧盘的刚性已经得到提高。为了进一步提高夹紧盘的刚性，夹紧盘的盘外边缘22c也轴向地凸出，即在与夹紧盘22的中心穿通部22b相同的轴向方向A上凸出。

夹紧盘22的穿通部22b的和盘边缘22c的凸出方向(弯起方向)在轴承容纳部10的布置在马达壳体7的容纳空间7b中的容纳开口23的方向上定向，夹紧盘22通过容纳开口23安置到轴承容纳部10中，并且在那里被压紧。波状的弹簧盘19的盘体19b以在相同的轴向方向A上轴向凸出的、在其上没有设置定心元件21的半波列22b贴靠在球轴承6的外圈6a上。因此，定心元件21与球轴承6或其外圈6a轴向间隔开。这在图4和图6以及图3中可看到。

图7示出了在夹紧(安置)状态下的放置到马达轴4上的弹簧盘9和其定心元件21。在弹簧盘19夹紧期间，弹簧盘的半波列(半波)22a、22b借助夹紧盘22在轴向上向着球轴承6的方向引导。在此，波状的弹簧盘19或其盘体19b变形。因此，定心元件21径向向内回缩，并且在此在形成(轴)间隙24的情况下不再脱离贴靠在马达轴4上。

总之，本发明涉及一种电动马达1，该电动马达具有布置在马达壳体7中的马达轴4，其中，马达轴4绕转动轴线8可转动运动地支承在至少一个具有外圈6a和与马达轴4相对轴固定的内圈6b的、位于轴承容纳部10中的滚动轴承或球轴承6中，其中，滚动轴承6的外圈6a借助弹簧盘19预紧，弹簧盘位于轴承容纳部10中并且具有若干波列20，其具有交替地轴向凸出的半波列20a、20b，并且其中，弹簧盘19在内周边19c上具有若干定心元件21，定心元件在未夹紧的弹簧盘19中贴靠在马达轴4上，并且在弹簧盘19的夹紧状态下，尤其是在形成(轴)间隙24的情况下与马达轴4间隔开。

要求保护的本发明并不局限于前述的实施例。相反，本发明的其他的变型方案也可以由本领域技术人员在所公开的权利要求的范围内从其推导出，而不会脱离要求保护的本发明的主题。此外尤其地，结合不同的实施例描述的所有单个特征在所公开的权利要求的范围内也可以以其他的方式组合，而不会脱离要求保护的本发明的主题。

此外，所描述的解决方案不仅可以用于特殊示出的应用情况，而且还可以在类似的实施方案中在车辆中用于其他的机动车应用，例如车门和尾门系统、车窗升降器、车锁、可调节的座椅和内部空间系统以及其他的电动驱动装置、例如制动力增强器。

附图标记列表

1        电动马达

2        定子

3        转子

4        马达轴

5        (A侧的)球轴承

5a       外圈

5b       内圈

6        (B侧的)球轴承

6a       外圈

6b       内圈

7        马达壳体

7a       马达室

7b       (电子器件)容纳空间

7c       壳体区段

8        转动轴线

9        (B侧的)轴承盖

9a、9b    轴承侧

10       轴承容纳部

11       定子齿

12       线圈

13       线圈端部

14       互连环

15       相端子/相触点

16       (A侧的)轴承盖

17       轴承座

18       贯通开口

19       弹簧盘

19a      轴开口/开口

19b      盘体

19c      内周边/开口边缘

20       波列/波周期

20a      半波/半波列

20b      半波/半波列

21       定心元件

21a      径向接片/定心臂

21b      定心区段

22       夹紧盘

22a      轴开口

22b      开口边缘/穿通部

22c      盘外边缘

23       轴间隙/间隙

A        轴向方向

R        径向方向

U        周向方向

Claims (10)

1.电动马达(1)，所述电动马达具有定子(2)和转子(3)，所述转子抗相对转动地布置在马达轴(4)上，所述马达轴布置在马达壳体(7)中并且绕转动轴线(8)能转动运动地支承在至少一个具有外圈(6a)和相对于马达轴(4)轴固定的内圈(6b)的滚动轴承(6)中，

-其中，所述滚动轴承(6)布置在轴承容纳部(10)中，并且所述滚动轴承(6)的外圈(6a)借助弹簧盘(19)预紧，所述弹簧盘位于所述轴承容纳部(10)中，

-其中，所述弹簧盘(19)具有环状的盘体(19b)，所述盘体在盘周向方向(U)上具有若干波列(20)，所述波列具有交替地轴向凸出的半波列(20a、20b)，并且

-其中，所述弹簧盘(19)在环状的盘体(19b)的内周边(19c)上具有若干径向向内指向的定心元件(21)，所述定心元件在弹簧盘(19)未夹紧时中贴靠在所述马达轴(4)上，而在弹簧盘(19)的夹紧状态下与所述马达轴(4)间隔开。

2.根据权利要求1所述的电动马达(1)，其特征在于，所述弹簧盘(19)借助形状锁合和/或力锁合地位于所述轴承容纳部(10)中的环状的夹紧盘(22)预紧或能预紧。

3.根据权利要求1或2所述的电动马达(1)，其特征在于，所述夹紧盘(22)具有实施成穿通部的用于马达轴(4)的轴开口(22a)。

4.根据权利要求3所述的电动马达(1)，其特征在于，所述夹紧盘(22)的盘外边缘(22c)尤其是在实施成穿通部的轴开口(22a)的凸出方向上轴向凸出。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动马达(1)，其特征在于，所述定心元件(21)具有成形在环状的盘体(21)的内周边(19c)上的径向接片(21a)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动马达(1)，其特征在于，所述定心元件(21)具有圆弧形的定心区段(21b)。

7.根据权利要求6所述的电动马达(1)，其特征在于，圆弧形的定心区段(21b)在径向接片的背离环状的盘体(21b)的内周边(19c)的接片端部上成形在径向接片(21a)上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电动马达(1)，其特征在于，所述定心元件(21)布置在所述弹簧盘(19)的盘体(19b)的在相同的轴向方向(A)上轴向凸出的半波列(20b)上。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电动马达(1)，其特征在于，所述弹簧盘(19)的盘体(19b)以在相同的轴向方向(A)上轴向凸出的且没有定心元件的半波列(20a)贴靠在滚动轴承(6)的外圈(6a)上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电动马达(1)，其特征在于，具有定心元件()的波状的弹簧盘()是尤其是由弹簧带钢构成的冲压弯曲件。

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