CN1969443B - 电机、驱动单元、调节电机轴向距离的方法及其实施装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电机(10)。该电机包括一个传感器(42)、一个传感轮(46)、一个轴(22)、一个固定轴承(26)、一个浮动轴承(24)以及一个壳体(14)，其中，所述传感器(42)在所述传感轮(46)上轴向地获取信号，所述传感器(42)的端面(48)与传感轮(46)的端侧(52)上的环形表面(50)相邻，所述传感轮(46)固定在轴(22)上，所述轴(22)支承在固定轴承和浮动轴承中。所述传感轮(46)在轴(22)上可轴向移动。在电机(10)上设置一个挡块(36)，该挡块具有一个止挡表面(38)，该止挡表面沿着固定轴承(26)或者传感轮(46)的方向指向。所述传感轮(46)也具有一个止挡表面(56)。所述挡块(36)的止挡表面(38)和传感轮(46)的止挡表面(56)相互面对并且轴向对置。从传感轮(46)或者固定轴承(26)的方向看，所述接片(36)的止挡表面(38)相对于传感器磁铁的止挡表面是如此设计的，使得传感器和传感轮的两个对置的有效表面正好不接触。由此，通过传感器(42)和传感轮(46)之间所要求的轴向距离公差的最小化减小配套电机(10)的功率散逸。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机。这样一种电机包括一个传感器、一个传感轮、一个轴、一个固定轴承、一个浮动轴承以及一个壳体，其中所述传感器在所述传感轮上轴向地获取信号，传感器的端面与传感轮的端侧上的环形表面相邻，传感轮固定在所述轴上，所述轴支承在固定轴承和浮动轴承中。
背景技术
特别是电子整流电机(EC-电机)是通过传感器采集的信号进行控制的。因此传感器系统的协调一致对于整流时刻的精确性具有决定意义，通过整流时刻接通定子的单个线圈。若电子装置识别到磁通的相位经过零点，则达到整流精确性的最佳化。其中的变化起到换向误差的作用，并且导致电机的功率畸变。常用的传感器系统由一个传感器和一个为该传感器提供信号的传感轮组成。为了达到精确的换向点，传感器和传感轮彼此定位很近。这样就减少了换向误差。通常这点是通过安装非常准确的单个组件达到的。此外，传感器使用的是剩磁强烈的传感器磁铁。
发明内容
根据本发明的任务是提供一种轴向安装方案，通过该方案，所述电机，特别是EC-电机用传感器轴向采集信息地减少公差，并且可以以较少安装费用地进行组装。本方案也可在具有位置识别系统的DC-电机中使用。通过按本发明的电机达到这一点。
根据本发明的电机具有如下优点，即通过在传感器和传感器磁铁之间的轴向距离公差的最小化减小配套电机的功率散逸。
为此，所述电机包括一个传感器、一个传感轮、一个轴、一个固定轴承、一个浮动轴承以及一个壳体，其中，所述传感器在所述传感轮上轴向地获取信号，所述传感器的端面与传感轮的端侧上的环形表面相邻，所述传感轮固定在所述轴上，所述轴支承在固定轴承和浮动轴承中，所述传感轮可轴向地在轴上移动，在轴上电机设置至少一个挡块，该挡块具有至少一个止挡表面，该止挡表面沿着固定轴承的方向指向，所述传感轮也具有至少一个止挡表面，挡决的止挡表面和传感轮的止挡表面彼此面对，并且轴向对置，挡块的止挡表面朝固定轴承的方向轴向地与传感器的端面对齐，或者超出传感器的端面。
这可以提高传感器系统的信号精确性，并且因此导致减小EC-电机或者EC-发电机的功率特性中的分散宽度。这使得所制造的构件的尺寸要求必定比到目前为止的构件更低，因为在安装过程中可进行尺寸的修正。此外安装工序也简单。达到本发明功能的措施可简单地包括在设计方案中。
若壳体具有一个至少轴向可弹性变形的区域，固定轴承和轴可在该区域上朝浮动轴承方向移动，则可最简单地调节轴向间隙，从而传感轮可通过挡块朝固定轴承方向被挤压。
若挡块设置在电机的一个远离固定轴承的法兰上，并且浮动轴承设置在法兰中的一个轴承座中则产生一种简单的结构，其中，所述挡块优选形成在浮动轴承的轴承座上。
为了得到轴向弹性的区域，壳体优选是罐形的，固定轴承设在底部中，底部至少在一个盘形的区域中可绕固定轴承轴向弹性地变形。
若传感器设置在一个电子组件上，而该电子组件设置在法兰和壳体之间，这对于日后的安装是最简单的。
特别是用于汽车的驱动单元，如转向驱动机构、车窗玻璃升降器、滑动天窗驱动机构、驱动系统调节器或者具有这种类型的电机的类似机构也具有如下优点，即降低由安装引起的功率散逸，其中，在线圈、磁铁剩磁、传感器灵敏性本身等中的公差是不可更正的。
通过下述措施得到用于调节电机的轴向距离的一种简单方法，即将电机支撑起来，给壳体的一个至少轴向可弹性变形的区域施加一个力，使得固定轴承和轴朝浮动轴承的方向移动，并且传感轮被挡决朝固定轴承方向挤压，并且又取消力，这样在传感器和传感轮之间产生轴向距离。
此外通过下述措施也可得到这种结果，即将浮动轴承安装在一个法兰中，并且将传感器固定在一个电子组件中，将该电子组件固定在法兰上，这样形成了一个第一预装组件；将轴和传感轮接合到壳体中，这样形成了一个第二预装组件，将两个预装组件彼此连接，并且传感轮紧靠挡块。
若对壳体的变形进行跟踪控制，则在大批量生产中可简单地实现本方法。
用于实施本方法的装置具有一个电机支架、一个对壳体施加作用并且施加力的柱塞和一个用于测量壳体移动行程的机构。
由从属权利要求和说明书中可得到其它优点和有利的改进方案。
附图说明
在附图中示出一个实施例，在下述说明中对该实施例进行详细地说明。唯一的附图表示夹紧在一个装置上的一台EC-电机的纵向截面图。
具体实施方式
附图示出一台电机10，该电机优选为一台电子整流电机，或者说无电刷的直流电机(DC-电机)。电机10是优选在汽车中使用的驱动单元12的一个部件。驱动单元12是一个转向驱动机构、车窗玻璃升降器、滑动天窗驱动机构、驱动系统调节器或者类似机构。
在一个罐形的壳体14中，电机10包括一个具有绕组16的定子18和一个用于与该定子18一起产生输出动力、例如转矩的永磁激励的转子20。转子20的轴22支承在一个浮动轴承24和一个固定轴承26中，这两个轴承优选为滚动体轴承，其中，浮动轴承24也可设计为一种滑动轴承。
浮动轴承24设置在法兰30的一个轴承座28中。轴22从法兰中向外伸出。此外，法兰30用于电机10与一个结构部件的法兰连接，也用于封闭壳体14。法兰30具有一个扁平的罐形，它具有一个在其上设有轴承座28的底部32和一个与壳体14连接的边缘34。这种连接可借助螺纹件、粘接、滚压处理或者类似方式进行。从轴承座28伸出接片36，它们形成一个挡块。接片36与轴22基本平行地延伸，并且以止挡表面38朝向设置在罐形的壳体14中的固定轴承26的方向。止挡表面38垂直于轴22延伸。也可以设置一个单个的例如环形的接片36，该接片在端侧具有空隙，这些空隙将止挡表面38分成多个止挡表面38。然而应设置至少一个接片36。
此外，在法兰30上以及在这个法兰和体14之间设置一个电子组件40。该电子组件40包括一个嵌入塑料中且未示出的冲压栅条，该冲压栅条-在必要时通过一个设置在冲压栅条上的控制装置-将定子18和一个外部的电源连接起来。然而也可以设置与一个外部控制器的连接。在电子组件40上设置一个背向法兰30的传感器42，其中在本实施例中优选为霍尔传感器。该传感器42安装在一个印刷电路板44上，该印刷电路板垂直于轴22延伸。然而该传感器42也可直接安装在冲压栅条上。
在传感器42或者说电子组件40和定子18之间在轴22上固定一个传感轮46，传感器42在该传感轮上轴向地获取信号。为此，传感器42的一个端面48紧邻传感轮46的一个端侧52的环形表面50设置。环形表面50在传感轮46的一个磁环54上形成。通过这一措施传感器42可以采集轴22的旋转或者说转速。磁环54设置在轮毂55上，而轮毂例如由塑料制成，它在轴22上有过盈尺寸或者说压配合，其中，虽然如此在力的作用下传感轮46还是能轴向移动。除了环形表面50外在传感轮46的端侧52上也设置了一个止挡表面56，该止挡表面优选形成在轮毂55上。接片36的止挡表面38和传感轮46的止挡表面56彼此面对，或者说接片36的止挡表面38指向传感轮46。它们距轴22有相同的径向距离，并且从轴22或者电机10的圆周方向看它们分别处于相同的位置，因此它们是轴向对置的。
沿固定轴承28的方向看，接片36的止挡表面38相对于传感器磁铁54的止挡表面56是如此设置的，即传感器42和传感轮46的两个对置的有效表面正好互不接触，或者它们有十分之几毫米的距离。
在罐形的壳体14的底部58为固定轴承26设置了一个轴承座60。底部58环绕轴承座60具有一个轴向可弹性变形的盘状区域62。而壳体14的环形壁64在轴向力的作用下弹性小得多。
电机10夹紧在一个只示意性表示的装置66中。该装置66具有一个用于电机10的支架68，其中优选将法兰30夹紧在该支架68中。此外还设置一个柱塞70，该柱塞例如压向轴承座30，并且因此向壳体14作用或者说施加力。此外，还设置一个用于测量柱塞70或者说固定轴承26移动行程的机构72，通过这一措施对移动进行跟踪控制。
在将电机10夹紧到装置64上之前将浮动轴承24安装到法兰30中。传感器42设置在电子组件40上。然后将电子组件40固定在法兰30上。这样出现了一个第一预装组件。轴22连同传感轮46安装到壳体14中，这样出现了一个第二预装组件。在这个过程中传感轮46已套在轴22上，使得在连接时该传感轮与接片36接触。然后这两个预装组件彼此夹紧。这样传感轮46和接片36处于一种预应力之中。若这两个预装组件彼此夹紧也可能会出现传感轮46通过接片36朝固定轴承26方向移动的情况。
若将电机10支撑在装置66上，则用柱塞70挤压轴承座60。这样向壳体14的轴向可弹性变形的区域施加一个力，由此固定轴承26和轴22朝浮动轴承24的方向移动。在这种情况中传感轮46被接片36继续朝固定轴承26方向挤压。若通过柱塞70的返回取消这个力，则底部58的弹性部分弹回，这样在传感器42和传感轮46之间产生轴向距离。通过这一措施可使传感器42和环形表面50或者说传感器磁铁表面之间的距离保持得尽可能的小。
由于在大批量生产中的工艺成本，通常安装组件是跟踪控制安装。因此两个预装组件的结构部件的单个公差对传感器42和环形表面50或者说传感器磁铁表面之间的距离公差有很大的影响。通过在安装过程中可移动的第二预装组件(在转子20上的传感轮46)消除了从壳体14经固定支承到传感轮46的公差链。现在整个结构的最大的公差影响只是由电子组件40上的传感器42的端面和法兰30上的接片36的止挡表面38之间的结构尺寸产生。然而这种影响可通过单个部件的合适的规定尺寸链限制到最小。
如此地选择第一预装组件“法兰30和电子组件40”的公差结构，使接片36的止挡表面38至少一直伸到传感器42的端面48，使得通过接片36将传感轮46的轴向安装压力引导到法兰30。
第二预装组件“传感轮46和壳体14，转子20以及定子18”如此构造，使得在安装过程中传感轮46通过法兰30上的接片36轴向地朝固定轴承26的方向移动。
当然代替所示的一个传感器42也可设置多个传感器42。
Claims (15)
1.一种电机(10)，包括至少一个传感器(42)、一个传感轮(46)、一个轴(22)、一个固定轴承(26)、一个浮动轴承(24)以及一个壳体(14)，其中，所述传感器(42)在所述传感轮(46)上轴向地获得信号，所述传感器(42)的端面(48)与传感轮(46)的端侧(52)上的环形表面(50)相邻，所述传感轮(46)固定在所述轴(22)上，所述轴(22)支承在固定轴承(26)和浮动轴承(24)中，其特征在于，所述传感轮(46)可轴向地在轴(22)上移动，在电机(10)上设置至少一个挡块(36)，该挡块具有至少一个止挡表面(38)，该止挡表面朝着固定轴承(26)的方向指向；所述传感轮(46)也具有至少一个止挡表面(56)；所述挡块(36)的止挡表面(38)和传感轮(46)的止挡表面(56)彼此面对并且轴向对置；所述挡块(36)的止挡表面(38)沿固定轴承(26)的方向轴向地与传感器(42)的端面(48)对齐，或者超出传感器(42)的端面(48)。
2.按照权利要求1所述的电机(10)，其特征在于，所述壳体(14)具有一个至少轴向可弹性变形的区域(62)，在该区域上固定轴承(26)和轴(22)可朝浮动轴承(24)的方向移动，使得所述传感轮(46)可通过挡块(36)朝固定轴承(26)的方向挤压。
3.按照权利要求1或2所述的电机(10)，其特征在于，所述传感轮(46)和轴(22)有轴向压配合，并且在轴向用力时可移动、并且在电机运行时与轴(22)保持牢固连接。
4.按照权利要求1所述的电机(10)，其特征在于，所述挡块(36)设置在电机(10)的远离固定轴承(26)的法兰(30)上；并且浮动轴承(24)设置在法兰(30)中的一个轴承座(28)中。
5.按照权利要求1所述的电机(10)，其特征在于，所述壳体(14)是罐形的；所述固定轴承(26)设置在所述壳体(14)的底部(58)；并且所述底部(58)至少在一个盘状区域(62)中绕固定轴承(26)可轴向弹性变形。
6.按照权利要求1所述的电机(10)，其特征在于，所述壳体(14)具有一个沿着轴向方向的弹性区域，由此固定轴承(26)和轴(22)可轴向弹性运动。
7.按照权利要求1所述的电机(10)，其特征在于，所述传感器(42)设置在一个电子组件(40)上，该电子组件设置在浮动轴承(24)和固定轴承(26)之间。
8.按权利要求4所述的电机(10)，其特征在于，所述挡块(36)形成在浮动轴承(24)的轴承座(28)上。
9.驱动单元(12)，其特征在于，该驱动单元(12)具有按照前述权利要求1至8中任一项所述的作为EC-电机和DC-电机的电机(10)。
10.按权利要求9所述的驱动单元(12)，其特征在于，所述驱动单元(12)是用于汽车的驱动单元(12)。
11.按权利要求9所述的驱动单元(12)，其特征在于，所述驱动单元(12)是转向驱动机构、车窗玻璃升降器、滑动天窗驱动机构或驱动系统调节器。
12.用于调节按照前述权利要求1至8中任一项所述的电机(10)的轴向距离的方法，其特征在于，将电机(10)支撑起来；给壳体(14)的一个至少轴向可弹性变形的区域(62)施加一个力，使得固定轴承(26)和轴(22)朝浮动轴承(24)的方向移动，并且传感轮(46)被至少一个挡块(36)朝固定轴承(26)的方向挤压；并且又取消所述力，由此在传感器(42)和传感轮(46)之间产生轴向距离。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，将浮动轴承(24)安装在一个法兰(30)中，并且将传感器(42)安装在一个电子组件(40)中；将电子组件(40)固定在法兰(30)上，从而形成一个第一预装组件；将轴(22)和传感轮(46)接合到壳体(14)中，这样形成一个第二预装组件；将两个预装组件彼此连接；并且在安装过程中传感轮(46)紧靠挡块(36)。
14.按照权利要求12或13所述的方法，其特征在于，跟踪控制壳体(14)的变形。
15.执行按照权利要求12至14中任一项所述的方法的装置(66)，其特征在于，所述装置(66)具有一个用于电机(10)的支架(68)、一个对壳体(14)施加作用并且施加力的柱塞(70)、以及一个用于测量固定轴承(26)的移动行程的机构(72)。
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