專利名稱：電機和用于調節電機的軸向距離的方法
技術領域：
本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分所述的電機。這樣一種電機包括一個傳感器、一個傳感輪、一個軸、一個固定軸承、一個浮動軸承以及一個殼體，其中所述傳感器在所述傳感輪上軸向地獲取信號，傳感器的端面與傳感輪的端側上的環形表面相鄰，傳感輪固定在所述軸上，所述軸支承在固定軸承和浮動軸承中。
背景技術：
特別是電子整流電機(EC-電機)是通過傳感器采集的信號進行控制的。因此傳感器系統的協調一致對于整流時刻的精確性具有決定意義，通過整流時刻接通定子的單個線圈。若電子裝置識別到磁通的相位經過零點，則達到整流精確性的最佳化。其中的變化起到換向誤差的作用，并且導致電機的功率畸變。常用的傳感器系統由一個傳感器和一個為該傳感器提供信號的傳感輪組成。為了達到精確的換向點，傳感器和傳感輪彼此定位很近。這樣就減少了換向誤差。通常這點是通過安裝非常準確的單個組件達到的。此外，傳感器使用的是剩磁強烈的傳感器磁鐵。
發明內容
根據本發明的任務是提供一種軸向安裝方案，通過該方案，所述電機，特別是EC-電機用傳感器軸向采集信息地減少公差，并且可以以較少安裝費用地進行組裝。本方案也可在具有位置識別系統的DC-電機中使用。通過具有權利要求1特征的電機達到這一點。
根據本發明的具有權利要求1特征的電機具有如下優點，即通過在傳感器和傳感器磁鐵之間的軸向距離公差的最小化減小配套電機的功率散逸。
為此，所述電機包括一個傳感器、一個傳感輪、一個軸、一個固定軸承、一個浮動軸承以及一個殼體，其中，所述傳感器在所述傳感輪上軸向地獲取信號，所述傳感器的端面與傳感輪的端側上的環形表面相鄰，所述傳感輪固定在所述軸上，所述軸支承在固定軸承和浮動軸承中，所述傳感輪可軸向地在軸上移動，在軸上電機設置至少一個擋塊，該擋塊具有至少一個止擋表面，該止擋表面沿著固定軸承的方向指向，所述傳感輪也具有至少一個止擋表面，擋決的止擋表面和傳感輪的止擋表面彼此面對，并且軸向對置，擋塊的止擋表面朝固定軸承的方向軸向地與傳感器的端面對齊，或者超出傳感器的端面。
這可以提高傳感器系統的信號精確性，并且因此導致減小EC-電機或者EC-發電機的功率特性中的分散寬度。這使得所制造的構件的尺寸要求必定比到目前為止的構件更低，因為在安裝過程中可進行尺寸的修正。此外安裝工序也簡單。達到本發明功能的措施可簡單地包括在設計方案中。
若殼體具有一個至少軸向可彈性變形的區域，固定軸承和軸可在該區域上朝浮動軸承方向移動，則可最簡單地調節軸向間隙，從而傳感輪可通過擋塊朝固定軸承方向被擠壓。
若擋塊設置在電機的一個遠離固定軸承的法蘭上，并且浮動軸承設置在法蘭中的一個軸承座中則產生一種簡單的結構，其中，所述擋塊優選形成在浮動軸承的軸承座上。
為了得到軸向彈性的區域，殼體優選是罐形的，固定軸承設在底部中，底部至少在一個盤形的區域中可繞固定軸承軸向彈性地變形。
若傳感器設置在一個電子組件上，而該電子組件設置在法蘭和殼體之間，這對于日后的安裝是最簡單的。
特別是用于汽車的驅動單元，如轉向驅動機構、車窗玻璃升降器、滑動天窗驅動機構、驅動系統調節器或者具有這種類型的電機的類似機構也具有如下優點，即降低由安裝引起的功率散逸，其中，在線圈、磁鐵剩磁、傳感器靈敏性本身等中的公差是不可更正的。
通過下述措施得到用于調節電機的軸向距離的一種簡單方法，即將電機支撐起來，給殼體的一個至少軸向可彈性變形的區域施加一個力，使得固定軸承和軸朝浮動軸承的方向移動，并且傳感輪被擋決朝固定軸承方向擠壓，并且又取消力，這樣在傳感器和傳感輪之間產生軸向距離。
此外通過下述措施也可得到這種結果，即將浮動軸承安裝在一個法蘭中，并且將傳感器固定在一個電子組件中，將該電子組件固定在法蘭上，這樣形成了一個第一預裝組件；將軸和傳感輪接合到殼體中，這樣形成了一個第二預裝組件，將兩個預裝組件彼此連接，并且傳感輪緊靠擋塊。
若對殼體的變形進行跟蹤控制，則在大批量生產中可簡單地實現本方法。
用于實施本方法的裝置具有一個電機支架、一個對殼體施加作用并且施加力的柱塞和一個用于測量殼體移動行程的機構。
由從屬權利要求和說明書中可得到其它優點和有利的改進方案。
在附圖中示出一個實施例，在下述說明中對該實施例進行詳細地說明。唯一的附圖表示夾緊在一個裝置上的一臺EC-電機的縱向截面圖。
具體實施例方式
附圖示出一臺電機10，該電機優選為一臺電子整流電機，或者說無電刷的直流電機(DC-電機)。電機10是優選在汽車中使用的驅動單元12的一個部件。驅動單元12是一個轉向驅動機構、車窗玻璃升降器、滑動天窗驅動機構、驅動系統調節器或者類似機構。
在一個罐形的殼體14中，電機10包括一個具有繞組16的定子18和一個用于與該定子18一起產生輸出動力、例如轉矩的永磁激勵的轉子20。轉子20的軸22支承在一個浮動軸承24和一個固定軸承26中，這兩個軸承優選為滾動體軸承，其中，浮動軸承24也可設計為一種滑動軸承。
浮動軸承24設置在法蘭30的一個軸承座28中。軸22從法蘭中向外伸出。此外，法蘭30用于電機10與一個結構部件的法蘭連接，也用于封閉殼體14。法蘭30具有一個扁平的罐形，它具有一個在其上設有軸承座28的底部32和一個與殼體14連接的邊緣34。這種連接可借助螺紋件、粘接、滾壓處理或者類似方式進行。從軸承座28伸出接片36，它們形成一個擋塊。接片36與軸22基本平行地延伸，并且以止擋表面38朝向設置在罐形的殼體14中的固定軸承26的方向。止擋表面38垂直于軸22延伸。也可以設置一個單個的例如環形的接片36，該接片在端側具有空隙，這些空隙將止擋表面38分成多個止擋表面38。然而應設置至少一個接片36。
此外，在法蘭30上以及在這個法蘭和體14之間設置一個電子組件40。該電子組件40包括一個嵌入塑料中且未示出的沖壓柵條，該沖壓柵條-在必要時通過一個設置在沖壓柵條上的控制裝置-將定子18和一個外部的電源連接起來。然而也可以設置與一個外部控制器的連接。在電子組件40上設置一個背向法蘭30的傳感器42，其中在本實施例中優選為霍爾傳感器。該傳感器42安裝在一個印刷電路板44上，該印刷電路板垂直于軸22延伸。然而該傳感器42也可直接安裝在沖壓柵條上。
在傳感器42或者說電子組件40和定子18之間在軸22上固定一個傳感輪46，傳感器42在該傳感輪上軸向地獲取信號。為此，傳感器42的一個端面48緊鄰傳感輪46的一個端側52的環形表面50設置。環形表面50在傳感輪46的一個磁環54上形成。通過這一措施傳感器42可以采集軸22的旋轉或者說轉速。磁環54設置在輪轂55上，而輪轂例如由塑料制成，它在軸22上有過盈尺寸或者說壓配合，其中，雖然如此在力的作用下傳感輪46還是能軸向移動。除了環形表面50外在傳感輪46的端側52上也設置了一個止擋表面56，該止擋表面優選形成在輪轂55上。接片36的止擋表面38和傳感輪46的止擋表面56彼此面對，或者說接片36的止擋表面38指向傳感輪46。它們距軸22有相同的徑向距離，并且從軸22或者電機10的圓周方向看它們分別處于相同的位置，因此它們是軸向對置的。
沿固定軸承28的方向看，接片36的止擋表面38相對于傳感器磁鐵54的止擋表面56是如此設置的，即傳感器42和傳感輪46的兩個對置的有效表面正好互不接觸，或者它們有十分之幾毫米的距離。
在罐形的殼體14的底部58為固定軸承26設置了一個軸承座60。底部58環繞軸承座60具有一個軸向可彈性變形的盤狀區域62。而殼體14的環形壁64在軸向力的作用下彈性小得多。
電機10夾緊在一個只示意性表示的裝置66中。該裝置66具有一個用于電機10的支架68，其中優選將法蘭30夾緊在該支架68中。此外還設置一個柱塞70，該柱塞例如壓向軸承座30，并且因此向殼體14作用或者說施加力。此外，還設置一個用于測量柱塞70或者說固定軸承26移動行程的機構72，通過這一措施對移動進行跟蹤控制。
在將電機10夾緊到裝置64上之前將浮動軸承24安裝到法蘭30中。傳感器42設置在電子組件40上。然后將電子組件40固定在法蘭30上。這樣出現了一個第一預裝組件。軸22連同傳感輪46安裝到殼體14中，這樣出現了一個第二預裝組件。在這個過程中傳感輪46已套在軸22上，使得在連接時該傳感輪與接片36接觸。然后這兩個預裝組件彼此夾緊。這樣傳感輪46和接片36處于一種預應力之中。若這兩個預裝組件彼此夾緊也可能會出現傳感輪46通過接片36朝固定軸承26方向移動的情況。
若將電機10支撐在裝置66上，則用柱塞70擠壓軸承座60。這樣向殼體14的軸向可彈性變形的區域施加一個力，由此固定軸承26和軸22朝浮動軸承24的方向移動。在這種情況中傳感輪46被接片36繼續朝固定軸承26方向擠壓。若通過柱塞70的返回取消這個力，則底部58的彈性部分彈回，這樣在傳感器42和傳感輪46之間產生軸向距離。通過這一措施可使傳感器42和環形表面50或者說傳感器磁鐵表面之間的距離保持得盡可能的小。
由于在大批量生產中的工藝成本，通常安裝組件是跟蹤控制安裝。因此兩個預裝組件的結構部件的單個公差對傳感器42和環形表面50或者說傳感器磁鐵表面之間的距離公差有很大的影響。通過在安裝過程中可移動的第二預裝組件(在轉子20上的傳感輪46)消除了從殼體14經固定支承到傳感輪46的公差鏈。現在整個結構的最大的公差影響只是由電子組件40上的傳感器42的端面和法蘭30上的接片36的止擋表面38之間的結構尺寸產生。然而這種影響可通過單個部件的合適的規定尺寸鏈限制到最小。
如此地選擇第一預裝組件“法蘭30和電子組件40”的公差結構，使接片36的止擋表面38至少一直伸到傳感器42的端面48，使得通過接片36將傳感輪46的軸向安裝壓力引導到法蘭30。
第二預裝組件“傳感輪46和殼體14，轉子20以及定子18”如此構造，使得在安裝過程中傳感輪46通過法蘭30上的接片36軸向地朝固定軸承26的方向移動。
當然代替所示的一個傳感器42也可設置多個傳感器42。
權利要求
1.一種電機(10)，包括至少一個傳感器(42)、一個傳感輪(46)、一個軸(22)、一個固定軸承(26)、一個浮動軸承(24)以及一個殼體(14)，其中，所述傳感器(42)在所述傳感輪(46)上軸向地獲得信號，所述傳感器(42)的端面(48)與傳感輪(46)的端側(52)上的環形表面(50)相鄰，所述傳感輪(46)固定在所述軸(22)上，所述軸(22)支承在固定軸承(26)和浮動軸承(24)中，其特征在于，所述傳感輪(46)可軸向地在軸(22)上移動，在電機(10)上設置至少一個擋塊(36)，該擋塊具有至少一個止擋表面(38)，該止擋表面沿著固定軸承(26)的方向指向；所述傳感輪(46)也具有至少一個止擋表面(56)；所述擋塊(36)的止擋表面(38)和傳感輪(46)的止擋表面(56)彼此面對并且軸向對置；所述擋塊(36)的止擋表面(38)沿固定軸承(26)的方向軸向地與傳感器(42)的端面(48)對齊，或者超出傳感器(42)的端面(48)。
2.按照權利要求1所述的電機(10)，其特征在于，所述殼體(14)具有一個至少軸向可彈性變形的區域(62)，在該區域上固定軸承(26)和軸(22)可朝浮動軸承(24)的方向移動，使得所述傳感輪(46)可通過擋塊(36)朝固定軸承(26)的方向擠壓。
3.按照權利要求1或2所述的電機(10)，其特征在于，所述傳感輪(46)和軸(22)有軸向壓配合，并且在軸向用力時可移動、并且在電機運行時與軸(22)保持牢固連接。
4.按照權利要求1至3中任一項所述的電機(10)，其特征在于，所述擋塊(36)設置在電機(10)的遠離固定軸承(26)的法蘭(30)上；并且浮動軸承(24)設置在法蘭(30)中的一個軸承座(28)中，其中，擋塊(36)優選形成在浮動軸承(24)的軸承座(28)上。
5.按照權利要求1至4中任一項所述的電機(10)，其特征在于，所述殼體(14)是罐形的；所述固定軸承(26)設置在底部(58)；并且所述底部(58)至少在一個盤狀區域(62)中繞固定軸承(26)可軸向彈性變形。
6.按照權利要求1至6中任一項所述的電機(10)，其特征在于，所述殼體(14)具有一個沿著軸向方向的彈性區域，由此固定軸承(26)和軸(22)可軸向彈性運動。
7.按照權利要求1至6中任一項所述的電機(10)，其特征在于，所述傳感器(42)設置在一個電子組件(40)上，該電子組件設置在軸承(24、26)之間。
8.特別是用于汽車的驅動單元(12)，例如是具有作為按照前述權利要求中任一項所述的EC-電機和DC-電機的電機(10)的轉向驅動機構、車窗玻璃升降器、滑動天窗驅動機構、驅動系統調節器或者類似的機構。
9.用于調節按照前述權利要求中任一項所述的電機(10)的軸向距離的方法，其特征在于，將電機(10)支撐起來；給殼體(14)的一個至少軸向可彈性變形的區域(62)施加一個力，使得固定軸承(26)和軸(22)朝浮動軸承(24)的方向移動，并且傳感輪(46)被至少一個擋塊(36)朝固定軸承(26)的方向擠壓；并且又取消所述力，由此在傳感器(42)和傳感輪(46)之間產生軸向距離。
10.按照權利要求9所述的方法，其特征在于，將浮動軸承(24)安裝在一個法蘭(30)中，并且將傳感器(42)安裝在一個電子組件(40)中；將電子組件(40)固定在法蘭(30)上，從而形成一個第一預裝組件；將軸(22)和傳感輪(46)接合到殼體(14)中，這樣形成一個第二預裝組件；將兩個預裝組件彼此連接；并且在安裝過程中傳感輪(46)緊靠擋塊(36)。
11.按照權利要求9或10所述的方法，其特征在于，跟蹤控制殼體(14)的變形。
12.執行按照權利要求9至11中任一項所述的方法的裝置(66)，其特征在于，所述裝置(66)具有一個用于電機(10)的支架(68)、一個對殼體(14)施加作用并且施加力的柱塞(70)、以及一個用于測量固定軸承(26)的移動行程的機構(72)。
全文摘要
本發明涉及一種電機(10)。該電機包括一個傳感器(42)、一個傳感輪(46)、一個軸(22)、一個固定軸承(26)、一個浮動軸承(24)以及一個殼體(14)，其中，所述傳感器(42)在所述傳感輪(46)上軸向地獲取信號，所述傳感器(42)的端面(48)與傳感輪(46)的端側(52)上的環形表面(50)相鄰，所述傳感輪(46)固定在軸(22)上，所述軸(22)支承在固定軸承和浮動軸承中。所述傳感輪(46)在軸(22)上可軸向移動。在電機(10)上設置一個擋塊(36)，該擋塊具有一個止擋表面(38)，該止擋表面沿著固定軸承(26)或者傳感輪(46)的方向指向。所述傳感輪(46)也具有一個止擋表面(56)。所述擋塊(36)的止擋表面(38)和傳感輪(46)的止擋表面(56)相互面對并且軸向對置。從傳感輪(46)或者固定軸承(26)的方向看，所述接片(36)的止擋表面(38)相對于傳感器磁鐵的止擋表面是如此設計的，使得傳感器和傳感輪的兩個對置的有效表面正好不接觸。由此，通過傳感器(42)和傳感輪(46)之間所要求的軸向距離公差的最小化減小配套電機(10)的功率散逸。
文檔編號H02K15/00GK1969443SQ200580019857
公開日2007年5月23日 申請日期2005年4月14日 優先權日2004年6月18日
發明者K·馬爾德納, A·韋爾勒 申請人:羅伯特·博世有限公司