用于电机的转子 |
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| 申请号 | CN202280060697.4 | 申请日 | 2022-08-12 | 公开(公告)号 | CN117957748A | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
| 申请人 | 舍弗勒技术股份两合公司; | 发明人 | 托马斯·尼森; 朱利安·乌姆兰特; 费利克斯·舒曼; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于 电机 的 转子 ，该转子包括：转子轴(1)，在该转子轴上设置有轴向止挡件，该轴向止挡件借助于接纳在轴中的槽(4)中的紧固环(3)形成；以及转子本体(6)，该转子本体被推动到转子轴(1)上并且轴向支承在止挡件上，其中，紧固环(3)接纳在转子本体(6)中的凹部(10)中并且由凹部径向围绕。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于电机的转子，包括：转子轴(1)，在所述转子轴上设置有轴向止挡件，所述轴向止挡件借助于接纳在轴中的槽(4)中的紧固环(3)形成；以及转子本体(6)，所述转子本体被推动到所述转子轴(1)上并且轴向支承在所述止挡件上，其特征在于，所述紧固环(3)接纳在所述转子本体(6)中的凹部(10)中并且由所述凹部径向围绕。 |
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| 说明书全文 | 用于电机的转子技术领域[0001] 本发明涉及用于电机的转子，该转子包括：转子轴，该转子轴上设置有轴向止挡件，该轴向止挡件借助于接纳在轴中的槽中的紧固环形成；以及转子本体，该转子本体被推动到轴上并且轴向支承在止挡件上。 背景技术[0002] 通常布置在定子内侧的这种转子具有转子轴，转子经由该转子轴以可旋转的方式安装并且该转子轴还用作用于实际转子本体的支承件。该转子本体被推动到轴上并且在两侧轴向地紧固。轴通常具有外齿部，该外齿部沿着轴轴向延伸并且转子本体的内齿部接合到该外齿部中。转子本体本身通常由若干部分组成并且包括多个盘形部件，例如呈由单独的金属片层形成的层叠式芯部等的形式，其中，转子本体的类型最终取决于转子的类型。 [0003] 如所描述的，有必要将转子本体轴向固定在转子轴上。为此目的，已知在转子轴上形成轴向止挡件，为此目的，使用具有对应的大直径的输出轴，该输出轴相应地加工成形成轴向止挡件。通过加工来减小轴的直径，从而形成轴向止挡件。这是非常复杂的，因为其涉及更持久的加工过程，该加工过程需要适当使用机器，并且当然还需要对应尺寸的轴，但是仅为了移除对应量的材料。 [0004] 除了止挡件的这种类型的设计之外，例如从CN 200980011 Y已知，还使用附接至转子轴的紧固环来设计这样的轴向止挡件。固有地设计成用于实际目标直径的转子轴设置有径向敞开的周向槽，紧固环插入到该周向槽中。在组装期间，转子本体然后被推靠在该紧固环上并且在相反的一侧轴向地固定，根据CN 200980011 Y，这通过另一紧固环来完成。 [0005] 尽管可以以这种方式在不需要大量加工的情况下在转子轴上形成止挡件，但是特别地在以高转子速度操作的电机中出现了以下问题：紧固环暴露于对应的离心力并且可能扩张，这意味着其座部松动，具有与轴凹槽断开接合的风险。 发明内容[0007] 为了解决该问题，在开头提及的类型的转子中，根据本发明设置的是，紧固环接纳在转子本体中的凹部中并且由凹部径向围绕。 [0008] 根据本发明，转子本体不仅轴向支承在紧固环上，而且还用作径向紧固装置，该径向紧固装置防止紧固环以不允许的方式扩张。为了使这成为可能，在转子本体上形成有对应的凹部，该凹部直接设置在转子本体的端面的区域中的内圆周上并且以准环折叠的方式设计。当转子本体被推上时，作为开口或开槽卡扣环的紧固环行进到该凹穴状凹部中，紧固环搁置在该凹穴状凹部的轴向表面上，并且该凹穴状凹部的径向侧表面径向围绕紧固环。这种径向夹持现在可以有利地防止紧固环扩张至不可接受的程度，因为离心加载的紧固环压靠在其上或离心加载的紧固环支承在其上的凹部的侧表面防止了这种情况。这意味着，一方面，可以经由紧固环以简单的方式形成止挡件，但是另一方面，止挡件也可以以同样简单的方式径向紧固。 [0009] 转子本体侧凹部的内径优选地定尺寸成使得在紧固环的径向重叠的区域中、在转子本体与紧固环之间或者在凹部的侧表面与紧固环之间存在径向间隙。这意味着凹部的内径略大于紧固环的外径。这允许容易的组装，因为转子本体可以被容易地推动在紧固环上并且仅存在轴向止挡件。由于经由其上布置或导引紧固环和转子本体两者的转子轴提供了非常精确的定中心，因此可以在紧固环与侧表面之间形成非常窄的径向间隙。当然，作为形成间隙的替代方案，可以设想还实现一种压配合，这意味着凹部的内径最终对应于紧固环的外径，使得紧固环在组装位置中直接径向支承在凹部的侧表面上。 [0010] 如果设置有间隙，那么在径向上观察，间隙的最小高度优选地小于其中接纳紧固环的槽的深度。为了使紧固环能够与轴分离，紧固环必须扩张至其离开槽的程度，这意味着紧固环的内径增加至少槽深度。凹部的侧表面与紧固环之间的间隙确实允许小的凹部。然而，如果间隙高度设计成对应地小，那么扩张的程度被限制。根据本发明，如果间隙的高度设计成小于或显著小于槽的深度，那么紧固环仅可以最小程度地加宽，但是在任何情况下都不会加宽至允许其离开槽的程度。 [0011] 紧固环本身通常在两个端部处具有径向加宽部分，在该径向加宽部分处设置有安装开口，对应的组装工具通过该安装开口伸出，紧固环与通常的卡扣环一样可以经由该组装工具在组装期间扩张，使得紧固环可以在可以被推动的转子轴上拉伸并且然后卡扣到槽中。转子本体或凹部的径向侧表面与紧固环之间的最小间隙被赋予至这些加宽部分。由于紧固环不能在其剩余长度上扩张，因此径向地固定加宽端部就足够了。替代性地，卡扣环也可以具有恒定的外径，在这种情况下，使用安装套筒安装卡扣环。在此，最小间隙将围绕卡扣环的整个圆周，而不是如卡扣环的以上实施方式中所描述的仅局部围绕。 [0012] 如所描述的，转子本体径向地围绕紧固环，这意味着不可避免地存在径向重叠。沿轴向方向观察，这种径向重叠不必设置在紧固环的整个宽度上。相反，在转子本体在紧固环的宽度的至少一半上轴向地接合在紧固环上时就足够了。由于紧固环以在轴向上几乎不可移动的方式容纳在紧固环的槽中，由于槽宽度基于紧固环宽度并且转子本体抵靠紧固环被轴向夹紧，因此从轴向观察，较小的重叠已经足以对紧固环进行相应地紧固。 [0013] 如所描述的，转子本体通常包括多个单独的盘形元件。这种盘形元件可以是布置在转子本体的端面上并且轴向支承在紧固环上的平衡盘。在这种情况下，该平衡盘然后设置有凹部。在不存在任何问题的情况下在平衡盘上可以形成凹部，因为平衡盘主要意在用于支承和补偿目的，并且平衡盘的厚度也对应地定尺寸成使得对应的环形凹部形状的凹部可以形成在平衡盘上。因此，平衡盘具有另一功能、即径向紧固装置的功能。 [0014] 平衡盘可以具有轴向突出的筒形环形套环，凹部设置在在该筒形环形套环上。该环形套环是实际的支承套环，环形盘通过该支承套环轴向支承在紧固环上。该筒形环形套环的外径对应地大于紧固环的外径，使得环形凹部形状的凹部可以容易地结合到环形套环的端面中。 [0015] 当然，转子本体本身也相应地在与紧固环止挡件相反的一侧被紧固。这种紧固可以使用填嵌套筒来完成。在组装期间，被推上的转子本体轴向地压靠在紧固环上，在这之后，被推上的填嵌套筒抵靠转子轴径向地填嵌并且由此被轴向地固定就位。作为这种填嵌套筒的替代方案，还可以设想使用具有相关联的紧固板的轴螺母来轴向地夹紧和紧固转子本体。 [0017] 下面参照附图基于示例性实施方式对本发明进行解释。附图为示意性图示，在附图中： [0018] 图1示出了根据本发明的转子的转子轴的立体图， [0019] 图2以纵向截面示出了根据本发明的转子的局部视图， [0020] 图3示出了图2的转子的放大局部视图，其示出了由紧固环形成的止挡件和附接至该紧固环的平衡盘，并且 [0021] 图4示出了图3中所示出的布置结构的立体图。 具体实施方式[0022] 图1示出了作为根据本发明的转子的一部分的转子轴1。在转子轴1上存在外齿部2，该外齿部沿轴向方向延伸并且固定下面更详细地描述的转子本体，该转子本体将在两个方向上以在旋转方向上固定的方式并且以在轴向上紧固的方式布置在转子轴1上。 [0023] 为了在一个轴向方向上紧固，设置有呈卡扣环的形式的紧固环3，该紧固环接合在形成于转子轴1的外周上的槽4中。该紧固环3用作用于将被轴向推动到转子轴1上的转子本体的轴向止挡件，该转子轴抵靠紧固环3支承。 [0024] 图2中示出了该区域的放大局部视图，该图示出了根据本发明的转子5的一部分，转子轴1是该转子的一部分。如所描述的，在转子轴1上形成有周向环形槽4，紧固环3作为轴向止挡件插入到该周向环形槽中。还示出了转子本体6，在示例中示出了转子本体的平衡盘7以及多个转子区段8，平衡盘布置成轴向引导并且在被推动到转子轴1上时抵靠紧固环3行进，所述多个转子区段例如是层叠式芯部，其中，转子本体当然也可以根据转子的类型由其他元件组成。 [0025] 在任何情况下，多部分转子本体6抵靠紧固环3轴向张紧并且在紧固环处被支承。另一方面，多部分转子本体例如经由填嵌套筒紧固，该填嵌套筒轴向搁置在设置在填嵌套筒处的另一平衡盘上并且抵靠转子轴1填嵌。 [0026] 图3和图4示出了图2的转子5在紧固环3的区域中的放大局部视图。示出了平衡盘7的一部分，平衡盘具有轴向突出的筒形环形套环9，在该套环上形成有凹部10，该凹部朝向端面敞开并且设计为一种凹穴。凹部一方面在轴向方向上受到轴向凹部表面11的限制，并且另一方面在径向上受到筒形侧表面12的限制。如图3所示，凹部10设计成使得凹部能够容纳紧固环3。紧固环3轴向搁置在凹部表面11上。另一方面，径向侧表面12径向地围绕紧固环3，这意味着环形套环9在紧固环3上轴向延伸并且几乎封围紧固环。 [0027] 图4以示意性图示的形式以立体图示出了根据图3的转子部分。由此可以看出的是，开槽紧固环3在其两个端部处具有两个径向延伸的延伸部13，在延伸部上设置有对应的安装开口14，所述安装开口在安装紧固环3时由工具穿过以扩张环。当然，紧固环3也重叠在这些加宽部分13的区域中，其中，在侧表面12与相应的加宽部分13的外侧之间形成有间隙15，该间隙具有间隙高度a，如图3中所示出的。该间隙高度显著小于槽4的深度b，如也在图3中所示出的。一方面，因为平衡盘和紧固环仅在轴向上彼此接触而不在径向上彼此接触，这使得由于平衡盘7可以被容易地推动在紧固环3上而易于组装转子本体。同时，间隙15的非常窄的尺寸确保紧固环3仅可以由于离心力而最小程度地扩张。当紧固环扩张时，加宽部分 13抵靠侧表面12行进，因此不再可能进一步扩张。由于间隙高度a远小于槽深度b，这确保了紧固环3在任何情况下都不会扩张至其无意地离开槽4的程度。 [0028] 环形套环9不必在紧固环的整个宽度上接合在紧固环3上。例如，在环形套环仅与紧固环重叠大约一半时就已经足够了，因为槽4中的紧固环3经由转子本体6轴向地压靠在槽侧部上，并且因此不存在轴向游隙。 [0029] 图3和图4除了外齿部2之外还示出了位于转子本体6上、即平衡盘7上和各个转子区段8上的对应的内齿部15，该内齿部接合在转子轴1的外齿部2中，使得一方面在组装期间存在精确的轴向导引——这使得能够地精确定中心和定位，并且另一方面在转子本体6与转子轴1之间还存在在旋转方向上固定的连接。 [0030] 根据本发明的使用形成轴向止挡件的紧固环3的设计一方面使得能够使用具有与目标直径对应的基部直径的转子轴1，因为除了环形槽4的形成之外，不再需要加工来形成轴向止挡件。这意味着止挡件的形成非常简单。另外，紧固环3经由转子本体6的部分或者此处平衡盘7上的径向夹持而进行的径向紧固还允许转子以非常高的速度使用，因为紧固环由于离心力的径向扩张受到限制并且紧固环3不可能从槽4移出。 [0031] 如所描述的，转子本体6可以以任何方式构造。在所示出的示例性实施例中，平衡盘7设置在布置有紧固环3的侧部上。当然，转子本体6也可以不同地构造、即不具有平衡盘7。然而，在任何情况下，邻近于紧固环3定位的转子本体元件具有对应的凹部10，该凹部以上面所描述的方式接纳紧固环3并且径向地围绕紧固环。 [0032] 附图标记列表 [0033] 1 转子轴 [0034] 2 外齿部 [0035] 3 紧固环 [0036] 4 槽 [0037] 5 转子 [0038] 6 转子本体 [0039] 7 平衡盘 [0040] 8 转子区段 [0041] 9 环形套环 [0042] 10 凹部 [0043] 11 凹部表面 [0044] 12 侧表面 [0045] 13 加宽部分 [0046] 14 安装开口 [0047] 15 间隙 [0048] a 间隙高度 [0049] b 槽深度 |
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