电动机中的支承装置 |
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| 申请号 | CN201480038428.3 | 申请日 | 2014-06-24 | 公开(公告)号 | CN105378313A | 公开(公告)日 | 2016-03-02 |
| 申请人 | 舍弗勒技术股份两合公司; | 发明人 | 弗里德里希·舒勒; 斯特凡·林特纳; 延斯·舍费尔; | ||||
| 摘要 | 一种在尤其设作为电 凸轮 轴调节器的伺服 电动机 的电动机(1)中的支承装置，所述支承装置包括：罐状的由金属构成的第一壳体部分(3)；以塑料构成的、封闭第一壳体部分(3)的第二壳体部分(4)；第一 滚动 轴承 (5)，所述第一 滚动轴承 保持在第一壳体部分(3)中；第二滚动轴承(6)，所述第二滚动轴承装入到第二壳体部分(4)中；借助于滚动轴承(5，6)支承的轴(7)，其中滚动轴承(5，6)中的一个构成为 固定轴承 并且在所述滚动轴承(5，6)的内环(21，35)和轴(7)之间形成传递 力 的 接触 面(25)，所述接触面小于内环(21，35)的内部的侧面。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种在尤其设作为电凸轮轴调节器的伺服电动机的电动机(1)中的支承装置，所述支承装置包括： |
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| 说明书全文 | 电动机中的支承装置技术领域背景技术[0002] 这种支承装置例如在DE 10 2011 080 265 A1中公开。在此是下述支承装置，所述支承装置在电凸轮轴调节器的电动机中使用。电动机具有壳体，所述壳体由塑料和金属部分组成。 [0003] 具有由塑料构成的壳体部分、即轴承盖的电动机例如从DE 10 2005 051 245 A1中已知。在前部的和后部的轴承盖中，在此分别保持用于支承电动机的轴的滚动轴承。电动机能够是电动手持式工具机的组成部分。 [0005] 例如从DE 195 24 953 A1中已知下述电动机，所述电动机的轴承部分地构成为滚动轴承并且部分地构成为滑动轴承。所述电动机也具有由塑料构成的壳体。 [0007] 其他的作用为凸轮轴调节器的伺服电动机的电动机例如从US 8,220,426 B2中已知。所述电动机的转子借助于两个滚动轴承、即滚珠轴承支承。 [0008] 在滚动支承件中，内环和轴之间的连接能够以不同的方式构成，其中不必要提供轴承的内环和所支承的轴之间的整面的接触。在轴承环和轴之间仅具有部分接触的支承件例如从US 4,792,244A中以及从DD 93065A1中已知。 发明内容[0009] 本发明基于下述目的，提出一种电动机的尤其适合用于电凸轮轴调节器的支承装置，所述支承装置与现有技术相比特点在于：在制造耗费和运行参数、尤其轴承的负荷的可复现性之间的尤其有利的关系。 [0010] 所述目的根据本发明通过具有权利要求1的特征的支承装置来实现。支承装置包括两个滚动轴承、例如滚珠轴承，并且用于支承电动机中的轴。优选地，电动机为内燃机的电凸轮轴调节器的伺服电动机。电动机例如构成为无刷的、换向的电动机。 [0011] 电动机的容纳有两个滚动轴承的壳体由罐状的由金属构成的第一壳体部分和与所述第一壳体部分连接的由塑料构成的第二壳体部分组成。电动机优选构成为内部转子。替选地，也考虑电动机作为外部转子的构造方案；在该情况下，由金属或塑料构成的两个壳体部分为电动机的旋转的部件。 [0012] 在任何情况下，滚动轴承中的一个构成为固定轴承，并且另一个滚动轴承构成为浮动轴承。在作用为固定轴承的滚动轴承的内环和轴之间形成传递力的接触面。根据本发明，所述接触面与压紧到柱形的轴上的内环相比具有减小的尺寸。因此，传递力的接触面小于内环的内部的侧面以及小于轴的侧面的径向地位于所述侧面之内的面部段。 [0013] 接触面与传统的支承装置相比的减小一方面能够通过下述方式实现：轴在所述轴由滚动轴承的内环包围的区域的一部分中具有减小的直径进而在所述子区域中不用于轴和内环之间的力传递。轴的有针对性地不用作为接触面的子区域在此优选构成为槽、也构成为收缩部，所述槽在两侧从内环伸出。因此，内环仅在其端面附近压紧到轴上。在内环的其中滚动体滚动的中间区域中，相反地，没有直接的径向力从轴作用到内环上。内环通过压紧到轴上而导致的扩宽因此与根据现有技术的解决方案相比被最小化。由此，在轴承几何形状方面、尤其在轴承间隙方面的所有变化也最小化。 [0014] 在轴和滚动轴承的内环之间的接触面与传统的支承装置相比的减小另一方面也能够通过轴上的突出部、尤其接片来实现，所述突出部提供接触面。在任何情况下，在内环和轴之间形成的整个接触面在有利的设计方案中不大于内环的内部的侧面的、即在连续柱形的轴中作为接触面提供的面的60％、尤其不大于50％。 [0015] 作用为固定轴承的滚动轴承原则上能够要么在由塑料构成的壳体部分中、要么在由金属构成的壳体部分中保持。在后一种情况下，设作为固定轴承的滚动轴承的外环例如压入到由金属构成的壳体部分的容纳部段中。容纳部段在此是由金属构成的壳体部分的端侧的壁部的径向内部的限界并且能够柱形地、轻微锥形地或台阶状地成形。替选地，由金属构成的壳体部分的基本上套筒状的容纳部段能够多边形地构成。 [0016] 在全部情况下，通过外环的以及容纳部段的几何形状以优选的构型确保，外环在装入到壳体中时至多最小化地成型。在此，甚至能够在壳体部分中设置外环的小的间隙。只要外环在安装时处于最终位置，那么所述外环能够通过冲压配合而固定。对此，少量的压印点是足够的。以所述方式确保，在外环上在安装支承装置时也不出现力作用，所述力作用引起滚动支承件的几何参数的明显的变化，尤其引起轴承间隙的变化。 [0017] 轴的输出装置优选设置在由金属构成的壳体部分的端侧上。处于该侧上的、优选作用为固定轴承的滚动轴承不被密封。轴密封件优选处于所述滚动轴承的朝向壳体的内部空间的一侧上。与容纳在由金属构成的壳体部分中的滚动轴承不同地，装入、尤其喷入到由塑料构成的壳体部分中的第二滚动轴承是在两侧密封的滚动轴承。因此，第一滚动轴承构成为敞开的、由工作介质、尤其油润滑的轴承并且第二轴承构成为密封的、在使用寿命期间由油脂润滑的轴承。 [0018] 电动机的壳体整体上优选借助于安置在由金属构成的壳体部分上的固定元件与周围构件连接，尤其拧紧。 [0019] 本发明的优点尤其在于，轴以及两个支承所述轴的滚动轴承在没有附加的装配零件、例如固定环的情况下以紧凑的、合理的并且同时可以小的生产公差制造的装置固定在电动机的壳体中。每个滚动轴承具有轴承游隙，所述轴承游隙在安装支承装置时不明显变化。同时，通过支承装置能够可靠地传递所有出现的力矩和力。附图说明 [0020] 下面根据附图详细阐述本发明的实施例。其中示出： [0021] 图1示出电动机的分解图， [0022] 图2示出根据图1的电动机的驱动侧的俯视图， [0023] 图3示出电动机的剖面图(见图2的剖面线“A-A”)， [0024] 图4示出电动机的细节“X”(见图3)，即第一滚动支承件， [0025] 图5示出电动机的细节“Y”(见图3)，即第二滚动支承件。 具体实施方式[0026] 在图1至5中示出整体上用附图标记1表示的电动机，即换向的电动机，所述电动机是内燃机的没有进一步示出的凸轮轴调节器的一部分。关于这种凸轮轴调节器的原理功能，例如参照在开始提到的文件DE 10 2004 062 037 A1以及US 8,220,426 B2。 [0027] 电动机1具有壳体2，所述壳体由两个壳体部分3、4组成，即罐状的由金属制成的第一壳体部分3和由塑料构成的第二壳体部分4。在壳体2中，借助于第一滚动轴承5和第二滚动轴承6支承轴7。在此，如在下文中还更详细阐述的那样，第一滚动轴承5容纳在第一壳体部分3中并且第二滚动轴承6容纳在第二壳体部分4中。两个滚动轴承5、6构成为滚珠轴承。 [0028] 轴7在第一端侧S1上从壳体2——更确切地说从金属的第一壳体部分3——伸出并且在那里抗扭地与驱动元件8连接。通过驱动元件8，能够调节未示出的三轴传动装置、例如轴传动装置、斜板传动装置、偏心轮传动装置的控制盘或调节轴，所述三轴传动装置用于凸轮轴相对于内燃机的曲轴的相位调节。只要凸轮轴和曲轴之间的相位关系不改变，那么驱动元件8和轴7以凸轮轴转速转动。通过电动机1操作的三轴传动装置为高变速比的传动装置。驱动元件8相对于凸轮轴以特定的角度的转动因此引起曲轴和凸轮轴之间的相位关系以小多倍的角度变化。 [0029] 电动机1通过轴密封环10朝向壳体2的内部空间密封。轴密封环10在此节约空间地位于第一滚动轴承5的朝向壳体2的内部空间的一侧上。此外，在壳体2的内部空间中存在与轴7固定地连接的转子11，所述转子承载多个永磁体12。电动机1构成为永磁体励磁的同步电动机。与永磁体12共同作用的定子线圈13与由塑料构成的壳体部分4固定地连接。同样地，相关的定子板14容纳在第二壳体部分4中，尤其喷入到所述第二壳体部分中。对于要求的电接触，第二壳体部分4具有插头15。 [0030] 朝向电动机1的背离金属的壳体部分3的第二端侧S2，在第二壳体部分4中装有电路板16，所述电路板由盖17封闭。在电路板16上存在磁场传感器18，借助所述磁场传感器来探测轴7的角度位置，以及存在温度传感器19。整个电动机1借助于壳体法兰20在没有示出的周围构件上、例如在气缸盖上固定，所述壳体法兰处于第一壳体部分3上，其中包围第一壳体部分3的密封件9贴靠在壳体法兰20以及气缸盖上。相反地，第二壳体部分4与周围构件不直接机械地连接。 [0031] 在包括滚动轴承5、6的支承装置之内，第一滚动轴承5设作为固定轴承并且第二滚动轴承6设作为浮动轴承。关于第一滚动轴承5与轴7的连接以及所述滚动轴承5装入到第一壳体部分3中，在下文中也参照图4。 [0032] 第一滚动轴承5以本身已知的方式具有内环21和外环22，滚动体23、即滚珠在所述内环和外环之间滚动。滚珠23通过保持架24引导。内环21通过挤压配合借助相比于传统的装置减小的接触面25保持在轴7上。为了减小接触面25，轴7具有收缩部26，所述收缩部居中地位于内环21的端侧之间。接触面25因此仅由第一部段27和第二部段28组成，其中接触面25的两个分别环形的部段27、28共同至多地占用内环21的宽度的一半并且空出内环21的中间区域，在所述中间区域中存在用于滚动体23的滚动面29。以所述方式，仅在轴向地与滚动面29间隔开的区域中，即在接触面25的部段27、28上，在轴7和内环21之间传递径向力。 [0033] 第一滚动轴承5的外环22保持在套筒形的容纳部段30中，所述容纳部段作为第一壳体部分3的一部分连接于第一壳体部分3的置于第一端侧S1上、基本上盘状的壁部31。朝向壳体2的内部空间，容纳部段30具有径向指向内的凸肩32，外环22贴靠在所述凸肩上进而沿轴向方向支撑。在连接于凸肩32时，容纳部段30呈渐缩的套筒部段33的形式延续，在所述套筒部段中容纳轴密封环10。 [0034] 外环22以仅最小的挤压或甚至以一些间隙装入到容纳部段30中。为了避免外环22的旋转和其沿轴向方向向外的移位，在壁部31和容纳部段30之间的过渡部上形成压配合点34，所述压配合点将外环22固定在第一壳体部分3中。整体上，通过内环21与轴7的连接以及外环22与第一壳体部分3的连接的类型，第一滚动轴承5的取决于安装的变形保持得小，使得轴承参数、尤其径向的轴承间隙的明显的变化即使在工业的批量生产中也可靠地排除。 [0035] 图5详细地示出作用为浮动轴承的第二滚动轴承6在壳体2中的设置。与第一滚动轴承5相似地，第二滚动轴承6也具有内环35、外环36以及作为滚动体37的滚珠。与第一滚动轴承5不同地，第二滚动轴承6在两侧通过各一个密封件38、39密封。在内环35和轴7之间不存在力配合，使得在该部位处，轴7和第二滚动轴承6之间的至少轻微的、尤其取决于温度的轴向移动是可能的。外环36喷入到由塑料构成的第二壳体部分4中。因此，所述轴承环36被固定防止轴向移动和在第二壳体部分4中的转动。 [0036] 附图标记列表： [0037] 1 电动机 [0038] 2 壳体 [0039] 3 金属的壳体部分 [0040] 4 由塑料构成的壳体部分 [0041] 5 第一滚动轴承 [0042] 6 第二滚动轴承 [0043] 7 轴 [0044] 8 驱动元件 [0045] 9 密封件 [0046] 10 轴密封环 [0047] 11 转子 [0048] 12 永磁体 [0049] 13 定子线圈 [0050] 14 定子板 [0051] 15 插头 [0052] 16 电路板 [0053] 17 盖 [0054] 18 磁场传感器 [0055] 19 温度传感器 [0056] 20 壳体法兰 [0057] 21 内环 [0058] 22 外环 [0059] 23 滚动体 [0060] 24 保持架 [0061] 25 接触面 [0062] 26 收缩部 [0063] 27 第一部段 [0064] 28 第二部段 [0065] 29 滚动面 [0066] 30 容纳部段 [0067] 31 壁部 [0068] 32 凸肩 [0069] 33 套筒部段 [0070] 34 压配合点 [0071] 35 内环 [0072] 36 外环 [0073] 37 滚动体 [0074] 38 密封件 [0075] 39 密封件 [0076] S1 第一端侧 [0077] S2 第二端侧 |
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