電樞疊片組的固定裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于直流電動機的電樞疊片組（2）的固定裝置（1），其特征在于，所述固定裝置（1）布置在直流電動機的電樞疊片組（2）和軸（3）之間并且構造為所述電樞疊片組（2）到所述軸（3）上的扭轉柔軟的連接。
【專利說明】電樞疊片組的固定裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于直流電動機的電樞疊片組的固定裝置。本發明還涉及一種直流電動機。
【背景技術】
[0002]在現有技術中已知具有剛性固定在軸上的電樞疊片組的、電刷換向的直流電動機。所述疊片組在此一般大部分都壓靠到軸上。疊片組和繞組在此借助塑料相互電絕緣，其中所述絕緣部可以包括例如絕緣掩膜、繞組的塑料涂層或塑料注塑包覆。在電樞疊片組的內部區域中可以存在通風開口。
[0003]DE 199 33 037 Al公開了一種軸-電樞疊片_固定部，用于將電樞疊片或電樞疊片組固定在軸上。在此，包圍軸的電樞疊片具有至少一個軸向面，從軸由于塑料變形產生的凸部貼靠在所述軸向面上，并且防止了軸向移動和回轉式扭轉。
【發明內容】
[0004]本發明的任務是，提供一種在振動技術方面改進的、電樞疊片組到軸上的連接。
[0005]該任務通過一種用于直流電動機的電樞疊片組的固定裝置得以解決，所述固定裝置的特征在于，所述固定裝置布置在直流電動機的電樞疊片組和軸之間并且構造為電樞疊片組與軸的扭轉柔軟的連接。
[0006]通過根據本發明將電樞疊片組扭轉柔軟地連接到軸上，能夠有利地獲得解耦效果和減振效果。由此能夠有利地實現電樞疊片組和與軸連接的并且由直流電動機驅動的風扇之間的聲學解耦。有利地，借助根據本發明的固定裝置讓直流電動機的電樞疊片組的固有頻率比風扇的固有頻率更低。因此有利地排除了所述元件之間的有害的聲學共振。
[0007]根據本發明的固定裝置的一種實施方式的特征在于，固定裝置由塑料制成。由于塑料比電樞疊片組或者說軸的鋼要顯著更軟(大約軟30個因子)并且更減振這一事實，因此利用塑料能夠有利地實現兩個元件之間的良好的解耦作用或減振作用或者說緩沖作用。
[0008]固定裝置的一種實施方式的特征在于，在固定裝置的布置在軸上的第一部段和徑向間隔開的第二部段之間構造有徑向的連接片。以這種方式構造一種彈簧元件，所述彈簧元件能夠緩沖電樞疊片組的由外部導入的運動或者力。這有利地得出要簡單生產的元件，利用所述元件能夠很好地確定彈簧作用的大小。
[0009]在另一種實施方式中，固定裝置與直流電動機的電樞絕緣部的塑料部件一體地構造。
[0010]根據本發明的固定裝置的一種實施方式的特征在于，連接片沿軸向至少部分區段地布置在第一部段與第二部段之間。由此也有利地得到一種用于確定扭轉彈簧的彈簧剛度的方案。
[0011]本發明的一種實施方式的特征在于，連接片構造為風扇葉片。利用風扇葉片能夠很好地導出熱空氣，由此有利地形成馬達的改進的內部通風。[0012]固定裝置的一種改進方案規定，固定裝置是橡膠-金屬-元件。由此能夠使用具有良好的減振特性的成本低廉的標準構件。
[0013]根據本發明的固定裝置的一種實施方式的特征在于，橡膠-金屬-元件的金屬元件具有柱形并且具有徑向的成形部，所述成形部在金屬元件上分別相互對準并且錯開地布置。通過所述成形部能夠有利地避免沿周向方向作用到金屬元件之間的橡膠元件上的剪切力。
[0014]固定裝置的一種實施方式的特征在于，固定裝置與直流電動機的換向器的塑料部件一體地構造。由此直流電動機的換向器也能夠有利地從根據本發明的解耦效果中獲益。
[0015]固定裝置的一種實施方式的特征在于，固定裝置具有凸緣，在所述凸緣上固定電樞疊片組。因此提供了一種用于將電樞疊片組確定地固定在固定裝置上的簡單形成的固定方案。
[0016]固定裝置的實施方式的特征在于，固定裝置沿軸向并且徑向環繞地部分部段地與軸間隔開，其中，固定裝置與軸的連接從軸向上來看布置在電樞疊片組的區域內或換向器的區域內。因此，在開始提到的變化方案中，具有換向器的部段貼靠在固定裝置的自由端部上，由此換向器能夠通過固定裝置隨著電樞疊片組相聯系地一起振動。以這種方式和方法在很大程度上阻止了換向器鉤和繞組之間的相對運動并且因此有利地減輕了繞組的換向器焊接部的負載。
[0017]在第二種變化方案中，固定裝置的自由端部在電樞疊片組的區域內，從而使得固定裝置的自由的扭轉長度變大并且由此能夠減小換向器的區域內自由端部和軸固定部之間的振動。換向器能夠隨著還存在于固定裝直的該區域內的小的振動部件一起振動。有利的是，即使在這種情況下，也不會使換向器的焊接部負載。
[0018]本發明的一種實施方式的特征在于，固定裝置與軸的連接元件構造為金屬環。以這種方式有利地提供了一種將固定裝置固定在軸上的成本低廉的、替代方案。
[0019]固定裝置的一種實施方式的特征在于，固定裝置構造為兩部分，其中，借助第一部分將電樞疊片組固定在軸上，借助第二部分將換向器固定在電樞疊片組上。以這種方向也能夠讓換向器參與到固定裝置的解耦作用中來，因為基本上不再可能形成換向器和電樞疊片組之間的相對運動。
[0020]固定裝置的實施方式的特征在于，換向器和固定裝置的第二部分形狀鎖合地或者力鎖合地相互連接。由此能夠從多種在技術上證明有效的連接方案中進行選擇，所述連接方案全部都能夠使換向器良好地連接并且固定地坐落在固定裝置的第二部分上。
[0021]根據本發明的另一個方面，提供了一種直流電動機，其具有:
-固定裝置，用于將直流電動機的電樞疊片組固定在直流電動機的軸上；
其中，固定裝置布置在電樞疊片組和軸之間并且構造為電樞疊片組與軸的扭轉柔軟的連接。
[0022]本發明的一個優點在于，通過將電樞疊片組扭轉柔軟地連接到軸上，很大程度上減少或者排除電樞疊片組到同樣連接到軸上的風扇上的振動傳遞。由此能夠有利地減小聲學上的共振并且由此減少整個結構的噪聲水準。因此能夠顯著地提高風扇(例如在車輛領域中)的使用舒適性。【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]下面借助多個附圖以其他特征和優點詳細描述本發明。其中，所有描述的或者示出的特征本身或者以任意組合形成本發明的主題，與其在權利要求中的總結或者其回引關系無關，并且與其在說明書中或附圖中的表達或闡述無關。附圖首先構想用于闡明對于本發明來說重要的原理并且并不是必須符合比例。
[0024]在附圖中:
圖1示出根據本發明的固定裝置的第一種實施方式；
圖2示出根據本發明的固定裝置的另一種實施方式；
圖2a示出圖2的根據本發明的固定裝置的實施方式的橫截面；
圖2b示出根據本發明的固定裝置的另一種實施方式的橫截面；
圖3示出根據本發明的固定裝置的另一種實施方式；
圖3a示出根據本發明的固定裝置的另一種實施方式；
圖3b示出根據本發明的固定裝置的另一種實施方式；并且 圖4示出根據本發明的固定裝置的另一種實施方式。
【具體實施方式】
[0025]圖1示出了根據本發明的固定裝置的第一種實施方式的縱截面。借助固定裝置1，通常由鋼制成的電樞疊片組2作為電刷換向的直流電動機的轉子的一部分與直流電動機的軸3連接。直流電動機具有帶有多個換向器片的換向器7，在所述換向器片的換向器鉤7b中鉤入了絕緣的、圍繞電樞疊片組2纏繞的繞組(未示出)。固定裝置I優選由塑料制成并且具有兩個部段，其中，固定裝置I的第一部段直接布置在軸3上。徑向并且圍繞軸3環繞地與所述第一部段間隔地布置第二部段，在所述第二部段中布置或者支承有電樞疊片組
2。借助由塑料制成的固定裝置I以這種方式提供了電樞疊片組2到軸3上的扭轉柔軟的連接。這使得所述兩個鋼制部件(電樞疊片組2和軸3)在振動技術上相互解耦。因此，(例如借助卡爪(Mitnehmer))同樣布置在軸3上的、由馬達驅動的風扇(未示出)不會與電樞疊片組2進入到聲學的共振高峰(ResonanziiberhShung)。
[0026]在第一部段與第二部段之間構造有優選徑向的連接片4，所述連接片至少部分部段地沿軸3的軸向布置。連接片4能夠優選構造為風扇扇葉，其優點在于，除了解耦作用或減振作用，還起到用于馬達的固定裝置I的通風作用。
[0027]圖2示出根據本發明的固定裝置的另一種實施方式。在這種變化方案中，固定裝置I構造為橡膠-金屬-元件，所述橡膠-金屬-元件在外部的和內部的金屬元件5a、5b之間具有減振的橡膠元件9。以這種方式和方法還能夠實現電樞疊片組2與軸3解耦。
[0028]圖2a示出圖2的橡膠-金屬-元件的橫截面視圖，所述橡膠_金屬-元件具有布置在柱形的成形的金屬元件5a、5b之間的橡膠元件9。
[0029]圖2b示出形式為橡膠-金屬-元件的根據本發明的固定裝置I的另一種實施方式。能夠看出，在外部的金屬元件5a和內部的金屬元件5b上分別構造有金屬的成形部6，所述成形部相互對準并且徑向錯開地布置，由此實現內環和外環的一種多邊形(之字形或者回形)的形狀。由此有利地在很大程度上保護布置在所述環之間的橡膠元件9不受到剪切，因為橡膠元件9的力負載的區域由于所述成形部6部分節段地變小。[0030]圖3示出根據本發明的固定裝置的另一種實施方式。能夠看出，在這種實施方式中，固定裝置I與換向器7的塑料部件7a —體地構造。這使得不僅換向器7還有電樞疊片組2都由同一保持元件保持，由此有利地長期防止了固定在電樞疊片組2和換向器鉤7b上的繞組(例如漆包線繞組)之間的有害的相對運動。由此減輕了將繞組焊接在換向器鉤7b上的換向器焊接部的負載。也就是以這種方式對于換向器7而言還實現了解耦作用。優選在固定裝置I中布置凸緣8，由此支持電樞疊片組2位置精確地定位在固定裝置I上。
[0031]在附圖中未示出的是具有軸3的固定裝置I的整體結構的一種變化方案，其中，軸3在根據本發明的固定裝置I的區域內具有在軸3的長度上均勻減小的直徑。以這種方式減小軸3的扭轉剛度，由此能夠額外地解耦通往從動部的電樞振動。當然還可以考慮其他減小軸3的直徑的方式、如例如軸3的削平或者滾花。
[0032]圖3a示出固定裝置的在圖3中示出的實施方式的一種變型方案。在這種情況下，具有換向器7的部段與軸3間隔開、也就是貼靠在固定裝置I的自由端部上。由此換向器7能夠通過固定裝置I隨著電樞疊片組2相聯系地一起振動。在這種情況下，還有利地減輕了換向器焊接部的負載，因為基本上消除了繞組和換向器7的鉤之間的相對運動。通過確定固定裝置I與軸3的間距的大小，能夠確定固定裝置I的減振性能的強度(例如借助有限元法)。
[0033]圖3b示出圖3所示的固定裝置的實施方式的另一種變型方案。在這種情況下，固定裝置I與軸3的連接部段從軸向上看處于換向器7的區域內。由此具有電樞疊片組2的部段貼靠在固定裝置I的自由的、與軸3間隔開的端部上，由此減小了固定裝置I的所述自由端部和連接部段之間的振動。也就是換向器7僅僅隨著在固定裝置I的軸向部段內仍然出現的那部分振動一起振動。也就是在這種情況下還有利地減輕了換向器焊接部的負載。
[0034]圖4示出根據本發明的固定裝置的另一種實施方式。在這種情況下，固定裝置I構造為兩部分，其中，第一部分Ia設計用于將電樞疊片組2與軸3固定起來。第二部分Ib用于將換向器7固定在電樞疊片組2上。以這種方式還防止了繞組(未示出)和電樞疊片組2之間的相對運動，由此對換向器7而言也能夠利用解耦作用。
[0035]為了固定換向器7的塑料部件7a與固定裝置I的第二部分lb，可以考慮多種方案。例如可以在所述部件之間設置力鎖合的連接(例如壓配合)。此外也可以考慮在所述部件之間構造形狀鎖合的連接(例如借助鍵槽連接(Kerbverzahnung))。通過所述連接方案，長期支持換向器7的塑料部件7a穩定地坐落在電樞疊片組2上。
[0036]總而言之，利用本發明提供了一種解耦并且減振的、將電樞疊片組連接到直流電動機的軸上的連接部。為此目的，借助減振的塑料元件阻斷了振動的電樞疊片組通往軸的噪聲路徑。通過借助塑料元件使電樞疊片組扭轉柔軟地連接到軸上，減小了電樞疊片組連同軸的剛度。由此向低調整扭轉頻率并且低于與軸基本上剛性連接的風扇的固有頻率。因此，通過“彼此拉開”所述兩個固有頻率能夠有效地阻止共振。
[0037]由于塑料是軟材料這一事實，因此固定裝置的變形會朝向軸的中心點減小，由此在一定程度上“消除(wegdampfen ) ”驅動的電樞疊片組的激勵能量。
[0038]有利的是,能夠通過上述確定大小的選擇方案確定扭轉彈簧的彈簧剛度，由此能夠基于由馬達的運行性能預先確定的力的頻率，確定系統的固有頻率的大小。如果所述頻率相互離的足夠遠，那么就能夠實現最佳的解耦效果。[0039]也就是有利的是，能振動的系統(電樞疊片組加上軸加上風扇)的力相互解耦。在此,位于外部的電樞疊片組和位于外部的風扇如質量塊一樣作用，并且位于內部的長軸如可扭轉的彈簧一樣作用。根據本發明，使得整個系統的旋扭剛度如必需的一樣小，以使得電樞疊片組和風扇的振動相互解耦。
[0040]有利的是，能夠以簡單的方式在整個組件中通過軸和電樞疊片組的塑料注塑包覆方法制造根據本發明的固定裝置，由此有利地省去了將所述預制部件接合起來的過程。
[0041]專業技術人員能夠看出，按照根據本發明的原理能夠實現根據本發明的固定裝置的多種實施方式。也就是說專業技術人員還會考慮用于固定裝置的形狀和材料，這在前面未公開或者僅部分地公開，而不會因此偏離本發明的核心。此外專業技術人員還會看出，根據本發明的扭轉柔軟的耦接的原理不局限于由直流電動機驅動的風扇。
【權利要求】
1.用于直流電動機的電樞疊片組(2)的固定裝置(1)，其特征在于，所述固定裝置(I)布置在直流電動機的所述電樞疊片組(2)與軸(3)之間，并且構造為所述電樞疊片組(2)與所述軸(3)的扭轉柔軟的連接。
2.按照權利要求1所述的固定裝置，其特征在于，所述固定裝置(I)由塑料制成。
3.按照權利要求1或2所述的固定裝置，其特征在于，所述固定裝置與直流電動機的電樞絕緣部的塑料部件一體地構造。
4.按照權利要求1、2或3所述的固定裝置，其特征在于，在所述固定裝置(I)的布置在所述軸(3)上的第一部段與徑向上間隔開的第二部段之間構造有徑向的連接片(4)。
5.按照權利要求4所述的固定裝置，其特征在于，所述連接片(4)沿軸向至少部分部段地布置在所述第一部段與所述第二部段之間。
6.按照權利要求4或5所述的固定裝置，其特征在于，所述連接片(4)構造為風扇葉片。
7.按照權利要求1、2或3所述的固定裝置，其特征在于，所述固定裝置是橡膠-金屬-元件。
8.按照權利要求7所述的固定裝置，其特征在于，所述橡膠-金屬-元件的金屬元件(5a、5b )具有柱形并且具有徑向的成形部(6 )，所述成形部在所述金屬元件(5a、5b )上分別相互對準并且錯開地布置。
9.按照權利要求1、2或3所述的固定裝置，其特征在于，所述固定裝置與所述直流電動機的換向器(7)的塑料部件一體地構造。
10.按照權利要求9所述的固定裝置，其特征在于，所述固定裝置具有凸緣(8)，在所述凸緣上固定所述電樞疊片組(2)。
11.按照權利要求9或10所述的固定裝置，其特征在于，所述固定裝置沿軸向徑向環繞地、部分部段地與所述軸(3)間隔開，其中，所述固定裝置(I)與所述軸(3)的連接從軸向上看布置在所述電樞疊片組(2)的區域內或者在所述換向器(7)的區域內。
12.按照權利要求11所述的固定裝置，其特征在于，所述固定裝置與所述軸(3)的連接元件(9)構造為金屬環(10)。
13.按照權利要求1、2或3所述的固定裝置，其特征在于，所述固定裝置(I)構造為兩部分，其中，借助第一部分(Ia)將所述電樞疊片組(2)固定在所述軸(3)上并且借助第二部分(Ib )將所述換向器(7 )固定在所述電樞疊片組(2 )上。
14.按照權利要求13所述的固定裝置，其特征在于，所述換向器(7)和所述固定裝置的第二部分(Ib)形狀鎖合地或力鎖合地相互連接。
15.直流電動機，其具有: -固定裝置(I )，用于將直流電動機的電樞疊片組(2)固定在直流電動機的軸(3)上； -其中，所述固定裝置(I)布置在所述電樞疊片組(2)和所述軸(3)之間并且構造為所述電樞疊片組(2)與所述軸(3)的扭轉柔軟的連接。
【文檔編號】H02K1/28GK103516084SQ201310251858
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月24日 優先權日:2012年6月25日
【發明者】F.科普夫, W.萊納特, M.施特魯普, D.尼克戈斯基, V.菲克斯, F.邁耶 申請人:羅伯特·博世有限公司