CN116457589A - 移动设备阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于移动设备的滚动轴承装置,该滚动轴承装置包括:‑第一支撑件(12);‑第二支撑件(15),该第一支撑件和该第二支撑件能够相对于彼此旋转;‑第一座圈(161),该第一座圈能够就旋转而言固定地安装在该第一支撑件上;‑第二座圈(162),该第二座圈能够就旋转而言固定地安装在该第二支撑件上;以及‑阻尼装置(18),该阻尼装置包括至少一个弹性元件,该弹性元件设置在一侧的第一支撑件与另一侧的第一座圈和第二座圈之间,其中,该阻尼装置还包括设置在该第一支撑件与该弹性元件之间的振动消散构件(19,190,191,290,291,390,490,491),该振动消散构件被配置成通过剪切来消散振动。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于移动设备(“mobility apparatus”)的滚动轴承装置。本发明特别地涉及对能够旋转的元件可能受到的振动的阻尼。本发明还涉及一种包括这种滚动轴承装置的移动设备,该移动设备包括电机。本发明特别地适用于机动车辆、自行车、踏板车或两轮摩托车领域。
背景技术
以本身已知的方式,电机具有定子和包括转子轴的转子。定子安装在外壳中,该外壳被配置成例如经由滚动轴承使转子轴旋转。
图1示意性地示出了根据现有技术的电机1。电机1包括安装在外壳2中的定子3和转子4。转子4包括与电机1的旋转轴线X同轴延伸的转子轴5。转子4安装成能够经由第一滚动轴承6和第二滚动轴承7在外壳2上旋转。第一滚动轴承6和第二滚动轴承7各自具有内座圈和外座圈。内座圈就旋转而言固定地安装在转子轴7上,且外座圈就旋转而言固定地安装在外壳2上。
为了能够将第一滚动轴承6和第二滚动轴承7安装在外壳2上和转子轴5上,这些滚动轴承之一安装成在对应的外座圈与外壳2之间有间隙。
因此,由于这些滚动轴承6或7之一的这种有间隙的安装和/或由于电机1的电磁力,转子轴5倾向于以径向移动进行移动。此类径向移动导致电机1移位,如通过图1中的虚线所描绘的。这种移位产生振动以及产生阻碍电机1的正常操作和/或引起由电机1的结构辐射的噪声的风险。
为了解决这个问题,已知的做法是例如在外壳2与第一滚动轴承6之间设置呈波形环的形式的弹性元件(比如8)。该弹性元件8更特别地安装成轴向接触抵靠外壳2并抵靠第一滚动轴承6的座圈中的一个座圈。然而,振动并不总是被足够阻尼。
发明内容
本发明的目的是通过提出一种滚动轴承装置来解决这个问题,该滚动轴承装置用于减小安装滚动轴承所围绕的轴所经历的径向移动的幅度。
为此,本发明的主题是一种用于移动设备的滚动轴承装置,该滚动轴承包括:
-第一支撑件,
-第二支撑件,第一支撑件和第二支撑件能够相对于彼此旋转,
-第一座圈,该第一座圈能够就旋转而言固定地安装在该第一支撑件上,
-第二座圈,该第二座圈能够就旋转而言固定地安装在第二支撑件上,以及
-阻尼装置,该阻尼装置包括至少一个弹性元件,该弹性元件设置在一侧的第一支撑件与另一侧的第一座圈和第二座圈之间,其中,该阻尼装置还包括
-设置在第一支撑件与弹性元件之间或者设置在一侧的第一支撑件与另一侧的第一座圈和第二座圈之间的振动消散构件,该振动消散构件被配置成通过剪切来消散振动。
剪切意味着在本体的面之一的平面中施加到该本体的切向力的效果。剪切还意味着表面相对于另一个表面的径向和/或轴向移位,在该移位期间在这两个表面之间产生摩擦。
在一个示例中,在第一表面与第二表面之间存在剪切,该第一表面和该第二表面彼此接触并且相对于彼此径向地和/或轴向地移位。
根据本发明的一个实施例,弹性元件设置成接触抵靠第一支撑件并且接触抵靠第一座圈和/或第二座圈中的一个。
根据本发明的一个实施例,消散构件具有至少两个垫圈,该至少两个垫圈安装成接触抵靠第一支撑件并且接触抵靠弹性元件。
在本发明的一个示例性实施例中,垫圈具有彼此相同的尺寸。
在另一个示例中,垫圈的尺寸因垫圈而异。
每个垫圈被放置成接触抵靠另一个相邻的垫圈,使得这些垫圈能够抵靠彼此摩擦。摩擦消散的能量与表面的数量成比例增加。因此,为了消散相同量的能量,将可以减少滚动轴承上的预加载,从而提高动力传递的有效性。至少,表现出最小径向力的表面将是唯一移动并确保能量的消散的表面;具体来说,在摩擦过高的系统中,移动不再可能,并且力的传递完全发生。
在一个示例中,垫圈可以安装成轴向地和/或径向地接触抵靠弹性元件。
根据本发明的一个实施例,两个垫圈相对于彼此轴向地和/或径向地堆叠。
当两个垫圈相对于彼此轴向地堆叠时,这种设置产生四个摩擦区。第一个由第一支撑件与垫圈之一的接触形成,第二个由两个垫圈彼此的接触形成,第三个由垫圈中的另一个与弹性元件的接触形成。
在另一个示例中,三个垫圈轴向地堆叠,从而产生垫圈彼此之间的两个摩擦区。这些摩擦区中的每一个摩擦区由垫圈之一的第一表面并且由相邻垫圈的第二表面形成,第一表面和第二表面彼此面对并且由于第二支撑件可能经受的振动而抵靠彼此径向地摩擦。
根据本发明的一个实施例,消散构件包括设置在两个垫圈之间的弹性体材料。
根据一个实施例,弹性体材料和两个垫圈安装在第二支撑件周围。
根据一个实施例,弹性体材料和两个垫圈各自形成实心盘。
根据本发明的一个实施例,垫圈可旋转地连接到弹性体材料。在一个示例中,垫圈通过胶水或通过包覆成型而被可旋转地连接到弹性体材料。在振动的影响下,两个垫圈设置成能够相对于弹性体材料径向地移位,从而引起弹性体材料的弹性变形。
根据本发明的一个实施例,垫圈相对于弹性体材料以浮动方式进行安装。在振动的影响下,使得垫圈在阻尼振动的同时摩擦弹性体材料的对应表面。
根据本发明的一个实施例,垫圈由钢制成。
根据本发明的一个实施例,垫圈和弹性体材料各自形成环。
根据本发明的一个实施例,垫圈中的至少一个垫圈形成实心盘。
根据本发明的一个实施例,垫圈中的至少一个垫圈形成环。
根据本发明的一个实施例,垫圈中的每个垫圈围绕第二支撑件以相对于第一支撑件具有第一间隙J1且相对于第二支撑件具有第二间隙J2进行安装,第一间隙小于第二间隙。
当弹性体材料插置在两个垫圈之间时,弹性体材料也形成环,该环也配置具有小于第二间隙J2的第一间隙J1。
根据本发明的一个实施例,弹性元件由Belleville型垫圈形成。
根据本发明的一个实施例,弹性元件安装成接触抵靠外座圈。
根据本发明的一个实施例,弹性元件由波纹垫圈形成。
根据本发明的一个实施例,波纹垫圈包括至少两个接触点或两个凸台,波纹垫圈旨在经由该两个接触点或两个凸台与消散构件接触。在一个示例中,垫圈包括五个接触点。
根据本发明的一个实施例,消散构件是MPMTM类型,这意味着它由一层聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物与插入在两个金属膜之间的各种添加剂形成。
根据本发明的一个实施例,弹性元件与消散构件制成一件式。
根据本发明的一个实施例,消散构件和弹性元件经由平面-平面接触来彼此接触。
根据本发明的一个实施例,消散构件在与第一座圈的旋转轴线和第二座圈的旋转轴线基本垂直的平面中延伸。
根据本发明的一个实施例,消散构件围绕第一座圈的旋转轴线和第二座圈的旋转轴线周向地延伸。在这种情况下,弹性元件或消散构件定位所抵靠的座圈有利地以浮动方式安装在相关联的支撑件上,而另一个座圈就旋转而言固定地安装在另一个相关联的支撑件上。
-本发明的另外的主题是一种包括如上所述的滚动轴承装置的移动设备,其中,该移动设备是包括电机的机动车辆。
该移动设备尤其是指机动车辆、自行车、踏板车、两轮摩托车。
本发明的另外的主题是一种移动设备,该移动设备包括
-电机,
-第一支撑件和第二支撑件,第一支撑件和第二支撑件能够相对于彼此旋转,第一支撑件可旋转地连接到电机,
-第一滚动轴承和第二滚动轴承,该第一滚动轴承和该第二滚动轴承各自能够分别安装在第一支撑件或第二支撑件中的一个上,电机位于第一滚动轴承与第二滚动轴承之间,
-第一阻尼装置,该第一阻尼装置设置在第一支撑件或第二支撑件中的一个与第一滚动轴承之间,以及
-第二阻尼装置,该第二阻尼装置设置在第一支撑件或第二支撑件中的一个与第二滚动轴承之间,
-阻尼装置中的每个阻尼装置包括至少一个弹性元件和振动消散构件,振动消散构件被配置成通过剪切来消散振动。
根据本发明的一个实施例,阻尼装置中的每个阻尼装置都以如上所提及的形式制成。
根据本发明的一个实施例,第一阻尼装置具有刚度K1,并且第二阻尼装置具有刚度K2,刚度K1和刚度K2不同。在优选示例中,K1/K2等于1/2。
根据本发明的一个实施例,第一支撑件可以由第一部件和第二部件形成,第一滚动轴承旨在安装在该第一部件上,第二滚动轴承旨在安装在该第二部件上。
根据本发明的一个实施例,第一支撑件形成同一个部件。
根据本发明的一个实施例,阻尼装置中的每个阻尼装置的弹性元件位于滚动轴承与振动消散构件之间,或者第一支撑件或第二支撑件中的一个与振动消散构件之间。
附图说明
通过阅读以下描述并检查附图将更好地理解本发明。这些图仅通过本发明的完全非限制性说明提供。
图1展示了根据现有技术的电机的示意描绘;
图2展示了根据本发明的第一实施例的包括振动消散构件的电机的示意描绘;
图3展示了图2的一部分的特写;
图4展示了根据本发明的第二实施例的振动消散构件;
图5展示了根据本发明的第三实施例的振动消散构件;
图6展示了根据本发明的第四实施例的振动消散构件;
图7展示了根据本发明的第五实施例的振动消散构件;
图8A展示了根据本发明的第六实施例的弹性元件;
图8B展示了根据本发明的第六实施例的阻尼装置;
图9展示了根据本发明的第七实施例的阻尼装置;
图10展示了根据本发明的第八实施例的阻尼装置;以及
图11展示了根据本发明的第九实施例的阻尼装置。
在说明书和权利要求中,将使用术语“外”和“内”以及取向“轴向”和“径向”。按照惯例,“径向”取向与轴向取向正交。根据上下文,轴向取向涉及轴的旋转轴线。“周向”取向与轴向方向正交并且与径向方向正交。术语“外”和“内”用于定义相对于参考轴线而言一个元件相对于另一个元件的位置;因此靠近轴线的元件被称为“内”,而相反地,外元件径向地位于周边处。
相同、相似或类似的元件在各图中保留相同的附图标记。
具体实施方式
图2示出了根据本发明的第一实施例的用于机动车辆(未示出)的电机10。电机10具有外壳12、定子13和转子14。外壳12形成定子13和转子14的保护壳。转子14具有转子轴15,该转子轴安装在中心并且安装成与电机10的旋转轴线X同轴。定子13和转子14经由第一滚动轴承16和第二滚动轴承17安装在外壳12上。第一滚动轴承16和第二滚动轴承17轴向地定位在定子13的任一侧上。第一滚动轴承16安装在靠近转子轴15的能够紧固到减速器(未示出)的端部的一侧上,而第二滚动轴承17安装在转子轴15的背离该同一减速器的另一侧上。滚动轴承16、17中的每一个具有围绕转子轴15布置的外座圈161、171和内座圈162、172。外座圈161、171可旋转地连接到外壳12,而内座圈162、172可旋转地连接到转子轴15。放置在这两个座圈之间的是球(比如163、173),从而确保外座圈和内座圈中的每一个相对于彼此的旋转。
在外壳12与第一滚动轴承16之间围绕转子轴15轴向地设置有弹性元件18。该弹性元件18可以是如图所示的Belleville型垫圈,或波纹垫圈(如图8A所示)。
根据本发明的该第一实施例,三个垫圈(比如19)轴向地设置在弹性元件18与外壳12之间。这些垫圈19以一个堆叠在另一个的顶部上的方式设置。在该示例中,这些垫圈彼此具有相同的尺寸。这些垫圈19各自形成具有中央孔口的扁平环,穿过该中央孔口插入转子轴15。Belleville垫圈在这里被设置成径向向外接触抵靠外座圈161并径向向内接触抵靠垫圈19中的一个垫圈。
图3展示了根据本发明的该第一实施例设置垫圈19的方式。垫圈19相对于彼此轴向地堆叠,使得它们可以相对于彼此径向地滑动并且在彼此接触时产生摩擦。这种摩擦使得能够消散由于振动而积累的能量。
垫圈19中的每一个垫圈具有内周边20和外周边21。垫圈19中的每一个垫圈具有在内周边20与转子轴15的外表面22之间测量的第一最大间隙J1。垫圈19中的每一个垫圈具有在外周边21与外壳12之间测量的第二最大间隙J2。最大间隙意味着垫圈19中的每一个垫圈相对于转子轴15径向地移位的最大可能性。这些最大间隙J1和J2中的每一个都是沿着与旋转轴线X正交的同一轴线测量的。因此,垫圈19中的每一个垫圈被制造成使得间隙J1大于间隙J2。因此,总是避免垫圈19与转子轴15之间的接触。
在该示例中,垫圈19由钢制成。
图4展示了根据第二实施例的振动消散构件。根据该第二实施例,并且如下图的情况一样,还存在如图2和图3中的18处所示的弹性元件,尽管该弹性元件未示出。由弹性体材料制成的垫圈191放置在两个垫圈190之间。垫圈190具有与第一实施例中的垫圈19的结构和组成类似的结构和组成。在该示例中,由弹性体材料制成的垫圈190和垫圈191彼此并排设置,同时能够在转子轴15的振动移动的作用下径向地抵靠彼此摩擦。
图4示出了彼此间隔开的垫圈190、191,以强调它们没有结合在一起的事实,这与图5中所描述的相反。
图5展示了根据本发明的第三实施例的振动消散构件。根据该第三实施例,由弹性体材料制成的垫圈291设置在两个垫圈290之间。特别地,两个垫圈290结合到由弹性体材料制成的垫圈291。垫圈290和291具有与第二实施例中的垫圈190和191的结构和组成类似的结构和组成。
图6展示了根据本发明的第四实施例的振动消散构件。根据该第四实施例,三个垫圈390彼此并排设置,同时能够相对于彼此径向地滑动。这三个垫圈390中的每一个垫圈都形成实心盘。三个垫圈390彼此轴向并排,同时能够相对于彼此径向地移位。展示了转子轴150,该转子轴不穿过这些相同的垫圈390。
图7展示了根据本发明的第五实施例的振动消散构件。根据该第五实施例,由弹性体材料制成的垫圈491设置在两个垫圈490之间。这些垫圈491和490中的每一个垫圈都如前一示例中一样形成实心盘。这些垫圈可以彼此并排,同时能够相对于彼此径向地移位。替代性地,这些垫圈可以结合在一起而不能抵靠彼此摩擦。如图6中的示例中一样,转子轴150不穿过这些相同的垫圈490和491。
图8A示出了弹性垫圈的另一个实施例。特别地,图8A展示了具有凸台(比如519)的弹性波纹垫圈518。在图8B中,很明显,这种弹性垫圈518在操作中被放置成经由平面-平面接触来与振动消散构件590接触。
图9描述了弹性垫圈相对于振动消散构件的另一种布置。特别地,根据该示例,弹性垫圈618设置在外壳12与振动消散构件690之间。在这些条件下,振动消散构件690安装成接触抵靠外座圈661。在另一个示例中,振动消散构件690可以安装成接触抵靠内座圈662。
图10描述了另一个示例,其中第一滚动轴承761和第二滚动轴承762轴向地设置在电机10的任-侧上。表述“轴向地设置”意味着沿着与电机10的旋转轴线X平行的轴线设置。在该示例中,该轴线与旋转轴线X同轴。刚度为K1的第一阻尼装置718和刚度为K2的第二阻尼装置728分别轴向地设置在外壳12与第一滚动轴承761之间及外壳12与第二滚动轴承762之间。
第一阻尼装置718的振动消散构件790轴向地设置在外壳12与第一滚动轴承761之间。第一弹性垫圈780轴向地安装在第一振动消散构件790与第一滚动轴承761之间。
第二阻尼装置728的振动消散构件791轴向地设置在外壳12与第二滚动轴承762之间。第二弹性垫圈781轴向地安装在第二振动消散构件791与第二滚动轴承762之间。
在该优选示例中,第一阻尼装置718和第二阻尼装置728被配置成使得刚度K1是刚度K2的二分之一。
例如,垫圈780的刚度为250N,而垫圈781的刚度为500N。在该示例中,外壳12可以由两个单独的部分(未示出)制成。例如,外座圈762可以固定地安装在第一部分上,而振动消散构件可以固定地安装在另一部分上。
在另一个变体中,图11描述了另一种设置示例。第一阻尼装置818和第二阻尼装置828各自设置在转子轴15与对应的滚动轴承861、862之间。不是如图10所示地那样轴向地定位在外壳12与对应的滚动轴承之间,而是根据图11的阻尼装置818、828中的每一个阻尼装置径向地设置在转子轴15与对应的滚动轴承861、862之间。表述“径向地设置”意味着沿着与旋转轴线X垂直相交的轴线设置。
第一阻尼装置818的振动消散构件890设置成安装在转子轴15周围、在转子轴15与第一滚动轴承861之间。第一弹性垫圈880围绕转子轴15安装在第一振动消散构件890与第一滚动轴承861之间。
第二阻尼装置828的振动消散构件891设置成安装在转子轴15周围、在转子轴15与第二滚动轴承862之间。第二弹性垫圈881围绕转子轴15安装在第二振动消散构件891与第二滚动轴承862之间。为了轴向地楔入阻尼装置,可以在转子轴15上安装弹性挡圈(比如850)。
Claims (14)
1.一种用于移动设备的滚动轴承装置,所述滚动轴承装置包括
-第一支撑件(12),
-第二支撑件(15),所述第一支撑件和所述第二支撑件能够相对于彼此旋转,
-第一座圈(161),所述第一座圈能够就旋转而言固定地安装在所述第一支撑件上,
-第二座圈(162),所述第二座圈能够就旋转而言固定地安装在所述第二支撑件上,以及
-阻尼装置(18),所述阻尼装置包括至少一个弹性元件,所述至少一个弹性元件设置在一侧的所述第一支撑件与另一侧的所述第一座圈和所述第二座圈之间,其中,所述阻尼装置还包括
-设置在所述第一支撑件与所述弹性元件之间的振动消散构件(19,190,191,290,291,390,490,491),所述振动消散构件被配置成通过剪切来消散振动。
2.如权利要求1所述的滚动轴承装置,其中,所述消散构件包括至少两个垫圈(19,190,290,390,490),所述至少两个垫圈安装成接触抵靠所述第一支撑件并且接触抵靠所述弹性元件。
3.如权利要求2所述的滚动轴承装置,其中,两个所述垫圈(19,190,290,390,490)相对于彼此轴向地堆叠。
4.如权利要求2所述的滚动轴承装置,其中,所述消散构件包括设置在两个所述垫圈(190,290,490)之间的由弹性体材料制成的垫圈(191,291,491)。
5.如权利要求4所述的滚动轴承装置,其中,所述垫圈(190,290,490)可旋转地连接到所述弹性体材料。
6.如权利要求4所述的滚动轴承装置,其中,所述垫圈(190,290,490)相对于所述弹性体材料以浮动方式进行安装。
7.如权利要求2至6之一所述的滚动轴承装置,其中,所述垫圈(19,190,290,390,490)由钢制成。
8.如权利要求2至7之一所述的滚动轴承装置,其中,所述垫圈(19,190,290,390,490)中的至少一个垫圈形成环。
9.如权利要求2至8之一所述的滚动轴承装置,其中,所述垫圈(19,190,290,390,490)中的每个垫圈形成扁平环,并且围绕所述第二支撑件以相对于所述第一支撑件具有第一间隙J1且相对于所述第二支撑件具有第二间隙J2进行安装,所述第一间隙小于所述第二间隙。
10.如权利要求2至7之一所述的滚动轴承装置,其中,所述垫圈(19,190,290,390,490)中的至少一个垫圈形成实心盘。
11.如前述权利要求之一所述的滚动轴承装置,其中,所述弹性元件由Belleville型垫圈形成。
12.如前述权利要求之一所述的滚动轴承装置,其中,所述第一支撑件能够可旋转地连接到电机的定子。
13.一种移动设备,所述移动设备包括如前述权利要求之一所述的滚动轴承装置,其中,所述移动设备是包括电机的机动车辆。
14.一种移动设备,所述移动设备包括
-电机(10),
-第一支撑件(12,15)和第二支撑件(15,12),所述第一支撑件和所述第二支撑件能够相对于彼此旋转,所述第一支撑件可旋转地连接到所述电机,
-第一滚动轴承(761,861)和第二滚动轴承(762,862),所述第一滚动轴承和所述第二滚动轴承各自能够分别安装在所述第一支撑件或所述第二支撑件中的一个上,所述电机位于所述第一滚动轴承与所述第二滚动轴承之间,
-第一阻尼装置(718,818),所述第一阻尼装置设置在所述第一支撑件或所述第二支撑件中的一个与所述第一滚动轴承之间,以及
-第二阻尼装置(728,828),所述第二阻尼装置设置在所述第一支撑件或所述第二支撑件中的一个与所述第二滚动轴承之间,
-所述第一阻尼装置和所述第二阻尼装置中的每个阻尼装置,包括至少一个弹性元件(780,781,880,881)和振动消散构件(790,791,890,891),所述振动消散构件被配置成通过剪切来消散振动。
如权利要求14所述的移动设备,其中,所述第一阻尼装置(718)具有刚度K1,且所述第二阻尼装置(728)具有刚度K2,所述刚度K1和所述刚度K2不同,例如K1/K2等于1/2。
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