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1、(10)申请公布号 CN 104321231 A (43)申请公布日 2015.01.28 C N 1 0 4 3 2 1 2 3 1 A (21)申请号 201380020962.7 (22)申请日 2013.04.11 102012103506.7 2012.04.20 DE 102013100741.4 2013.01.25 DE B60T 13/74(2006.01) H02K 5/173(2006.01) (71)申请人爱皮加特股份公司 地址瑞士普费菲孔 (72)发明人托马斯莱贝尔 海因茨莱贝尔 瓦伦丁翁特尔弗罗纳 (74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理。
2、人张春水 丁永凡 (54) 发明名称 轴向驱动器中的轴承装置 (57) 摘要 本发明涉及一种驱动装置,其尤其具有内电 枢马达,其具有马达壳体、带有绕组的定子和带有 至少一个永磁体的转子,其中马达壳体具有在定 子的一侧上基本上径向延伸的壳体部件并且转子 具有两个转子轴承。提出:在基本上径向延伸的 壳体部件(1b)上或在与其连接的、基本上轴向延 伸的部件(5)上设置有转子轴承(9,17)。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.10.20 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2013/057609 2013.04.11 (87)PCT国际申请的公布数据 WO。
3、2013/156391 DE 2013.10.24 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书15页 附图7页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书15页 附图7页 (10)申请公布号 CN 104321231 A CN 104321231 A 1/2页 2 1.一种驱动装置,其尤其具有内电枢马达和传动机构,具有马达壳体、带有绕组的定子 和带有至少一个永磁体的转子,其中所述马达壳体具有在所述定子的一侧上基本上径向延 伸的壳体部件, 其特征在于,在所述壳体部件(1b,41)或与所述壳体部件固定连接的构件(5,46)上 设置有用于所述转子和所述传动。
4、机构(18,22;48,45)的轴承(6,9,17,50,50a,51,55,55a, 59,106,106a)。 2.一种驱动装置,其尤其具有内电枢马达和传动机构、具有马达壳体、带有绕组的定子 和带有至少一个永磁体的转子,其中设有至少一个轴承以用于支承所述转子和旋转的传动 机构部件,所述驱动装置尤其是根据权利要求1所述的, 其特征在于,所述轴承(6,9,17,50,50a,51,55,55a,59,106,106a)设置在与所述旋转 的传动机构部件(18,48,118a)连接的或集成为一体的构件(4b,13b,48a,56,140a)上。 3.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征。
5、在于,与所述旋转的传动机 构部件连接的或集成为一体的构件(4b,13b,48a,56,140a)与传感器驱动器(8,60,108)连 接。 4.根据上述权利要求中的任一项或权利要求2或3所述的驱动装置,其特征在于,所述 旋转的传动机构部件是滚珠螺旋传动机构的螺母(18,48,118a)。 5.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,轴承(50)部分地 (50a)集成到所述旋转的传动机构部件(48)中。 6.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,设有用于支撑不旋转 的传动机构部件的转矩的设备(15,16,115,115a,160)并且所述装置尤其设置在所述旋转 的传。
6、动机构部件(18,48,118a)的与支承装置相对置的一侧上。 7.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,与所述壳体连接的构 件或轴承构件(5,46)在所述马达壳体(1)的一侧上与所述马达壳体连接、尤其借助于卷边 或压制来连接。 8.根据权利要求7或8所述的驱动装置,其特征在于,所述轴承构件(46)具有用于在 所述马达壳体(1)中定心的凸肩。 9.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,在轴承构件(46)和所 述马达壳体之间设置有环(145),借助于所述环制成形状配合的连接。 10.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,与所述壳体连接的构 件(5,。
7、46)形成内定子。 11.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,所述转子与所述滚珠 螺旋传动机构的所述旋转部件或所述螺母(18,48,118a)形状配合或力配合地连接。 12.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,所述马达在定子和转 子之间具有一个或两个气隙。 13.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,所述滚珠螺旋传动机 构的所述螺母具有至少一个凹部以用于降低旋转质量。 14.根据权利要求6至13中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,所述装置(14,15) 为了支撑转矩而设置在所述马达壳体(1)之外、尤其设置在所述驱动器的中间壳体(16)和 /。
8、或壳体(21)中,在其中尤其也设置有主缸的活塞。 权 利 要 求 书CN 104321231 A 2/2页 3 15.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,设有用于复位所述滚 珠螺旋传动机构的能轴向移动的部件(22)的装置(14,19,20),所述用于复位所述滚珠螺 旋传动机构的能轴向移动的部件的装置尤其设置在马达壳体之外、特别基本上设置在所述 驱动器的壳体(21)和/或中间壳体(16)中。 16.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,为所述转子和所述旋 转传动机构部件设有仅一个轴承,所述轴承尤其构成为四点轴承(55,55a,59)或双角接触 球轴承。 17.根。
9、据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,为所述转子和所述旋 转传动机构部件设有轴向轴承(50)和径向轴承(51)。 18.根据上述权利要求1至10中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,为所述转子和 所述旋转传动机构部件设有两个轴向球轴承(50,58)。 19.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,在轴向外置的所述轴 承(51,58)和保险环(52)之间能够调整距所述轴承(51,58)的轴向间隙(s),其中尤其在 所述中间腔中设置有弹簧元件、如波纹垫片(53)。 20.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,在所述滚珠螺旋传动 机构的所述螺母(48)和所。
10、述轴承(56)的轴承环之间设置有力配合的或形状配合的连接件 (56a),使得尤其在四点轴承的情况下能够在靠内的轴承环(55a)和靠外的轴承环(56)之 间调节间隙(s)和可能的倾斜间隙。 21.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,所述四点轴承(55a, 137)的靠内的轴承环或靠外的轴承环以分开的方式构成。 22.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,所述滚珠螺旋传动机 构、所述轴承环(46)和所述轴承和可能的旋转传感器的传感器轮或传感器目标体形成安 装单元。 23.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,设有用于所述滚珠螺 旋传动机构的主轴(2。
11、2)的止挡。 24.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,设有用于所述主轴 (22)的保护装置(134),尤其是薄的盖或套(134),所述保护装置包围所述主轴的环周。 25.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,在转子端部和壳体部 件、尤其中间壳体(116)之间设有保护装置、尤其保护套(130)。 26.根据上述权利要求中的任一项所述的驱动装置,其特征在于,为所述马达或所述传 动机构的环绕的部件设有支撑装置(47a,47b,47c,47d)、尤其是支持环,其中所述支撑装置 或支持环尤其设置在所述滚珠螺旋驱动器的所述螺母、所述定子或与所述壳体连接的所述 构件(5,。
12、46)上。 27.一种驱动器装置,其尤其具有内电枢马达,具有马达壳体、带有绕组的定子和带有 至少一个永磁体的转子,其中所述马达壳体具有在所述定子的一侧上基本上径向延伸的壳 体部件并且所述转子具有至少两个转子轴承, 其特征在于,在基本上径向延伸的所述壳体部件(1b)上或在与其连接的、基本上轴向 延伸的部件(5)上设置有所述转子轴承(6,9,17)。 权 利 要 求 书CN 104321231 A 1/15页 4 轴向驱动器中的轴承装置 技术领域 0001 本发明涉及一种驱动装置,尤其具有马达和传动机构的驱动装置。 背景技术 0002 高动力驱动器的需求随着车辆还有常见的机械结构的电气化的上升而增。
13、加。 0003 全部产业分支电气化的趋势中总是将更多的电动马达(EM)用作为执行器。特别 地,这适用于具有主轴驱动器和滚珠螺旋传动机构(KGT)的电动马达(EM)。在机动车中,尤 其在“未来制动装置”、即未来的制动系统中、例如用于a)制动衬片的驱动器和b)用于活塞 的驱动器的集成系统和电动马达制动器(EMB)。在这两种情况下,需要转子和主轴的适当的 支承装置。 0004 在DE 10 2005 040389 A1中描述一种马达设计,由于将磁体放置到薄壁的转子上 并且经由固定的内定子经由第二气隙实现磁反向接通(Rckschluss),所述马达设计具有 比其他类似的马达显著更小的旋转质量。然而,该。
14、结构与具有旋转的磁反向接通和气隙的 常规的马达相比,由于两侧的支承装置与两个内定子而是更加耗费的。 0005 在多种驱动器中,将旋转运动经由具有螺母和主轴的滚珠螺旋传动机构(或者滚 珠螺纹传动器KGT)转换成线性运动。在此,螺母的旋转质量影响动力学性能。附加地,在 该驱动器中需要转矩的支撑装置和用于将主轴复位到初始位置中的弹簧。 0006 在根据同一申请人的DE 10 2010 045617的设备中,在正常情况下,滚珠螺旋传 动机构和轴承由于正的轴向力+Fax而仅从一侧加负荷,所述轴向力基本上通过作用于活 塞的压力形成。但是,大约10的相对小的径向力作用于支承装置。然而,需要考虑例如活 塞杆卡。
15、住的故障情况。在此,踏板力作用于活塞杆上,使得负的轴向力-Fax作用于滚珠螺 旋传动机构和支承装置上。当转子撞到边缘锋利的定子齿上时能够出现另一故障情况,这 能够导致转子进而驱动器被阻挡。在全部上述故障情况中,影响提供辅助制动作用。所述 故障情况是极其罕见的并且通过诊断识别。因此,车辆必须被维修。 0007 从DE 197 57 038中也已知用于滚珠螺旋传动机构的集成的四点轴承的典型的 应用,其中转子安装在滚珠螺旋传动机构上。转子和传感器驱动器设置在滚珠螺旋传动机 构的一侧上。 0008 DE 10 2008 059 862和DE 10 2010 050 132为转子和滚珠螺旋传动机构应用两。
16、 个轴承,其中转子设置在轴承的一侧上并且传感器驱动器设置在另一侧上。 发明内容 0009 本发明基于下述目的:尤其以降低的结构上的耗费提供一种用于高动力驱动器的 改进的驱动装置。 0010 根据本发明,所述目的通过权利要求1的特征来实现。本发明的实施方式或设计 方案包含在另外的权利要求中。 0011 换而言之,本发明基于下述基本思想:转子轴承仅设置在一侧上设置在马达壳体 说 明 书CN 104321231 A 2/15页 5 中或相应的壳体部件中,使得轴承力(至少基本上)由所述壳体部件吸收。 0012 本发明的一个实施方式提出:将一个或多个轴承设置在与旋转的传动机构部件连 接的或集成为一体的构。
17、件、尤其轴承法兰上。 0013 在开始提出类型的电动马达驱动器中,通常马达的短的结构长度和小的气隙是重 要的。这根据本发明通过具有绕组和马达壳体的定子与具有传动机构的转子相比一样长或 更短的方式来实现。与此相关地,轴承环中的、传动机构和传感器驱动器之间的单侧的支承 装置并且同时固定在马达壳体中的轴承环中的支承装置是尽可能最短的轴承装置。当附 加地将轴承法兰集成到传动机构中并且支承装置与轴承组合时,也能够实现最小的径向公 差,所述径向公差确定马达的气隙。 0014 借助根据本发明的解决方案还提供一种驱动装置,其具有不太耗费的结构、尤其 也是马达的简单的支承装置的不太耗费的结构、具有尽可能小的公差。
18、链和降低的旋转质 量。在具有滚珠螺旋传动机构的解决方案中,通过转子和滚珠螺旋传动机构的仅单侧的支 承装置得到有利的集成方案和转矩支撑。 0015 用于精确的马达调节的重要组成部分是传感器,所述传感器优选设置在马达壳体 的外侧上,因为由此能够应用多种传感器解决方案,如齿轮传动的转速传感器或者具有相 应的传感器目标体的区段传感器。根据本发明的一个方面,为传感器实现一种支承装置,所 述支承装置有利地设置在传动机构和传感器驱动器之间。由此,能够用驱动器、例如用于 制动系统的主缸的活塞的驱动器占据传动机构的另一侧。为了节约结构长度,平行于此进 行力矩支撑是最佳的,因为转矩支撑的行程与滚珠螺旋传动机构的活。
19、塞行程或主轴行程相 同。 0016 通过单侧的支承装置,没有轴承的一侧结合主轴复位弹簧能够完全地用于转矩支 撑。单侧的支承装置包括下述旋转质量,所述旋转质量基本上由转子和滚珠螺旋传动机构 的与转子固定连接的螺母和可能的用于驱动马达传感器的法兰构成。旋转质量应当是尽可 能小的,因为其主要共同确定驱动器的动力性能。对此,提出有利的解决方案、尤其在转子 和滚珠螺旋传动机构方面的解决方案。为由固定和浮动轴承构成的单侧的支承装置的构造 提出不同的可行性。关于固定轴承:轴向和径向轴承。关于浮动轴承:径向滚针轴承。或者 固定和浮动轴承的组合,例如轴向轴承和径向轴承;用于故障情况的支持环的两个轴向轴 承;具有。
20、分开的或不分开的内环或外环的、部分具有附加的支持环的四点轴承。 0017 与滚珠螺旋传动机构的螺母连接的法兰或轴在此容纳内轴承。外轴承安装在马达 壳体中或者尤其有利地在具有气隙的马达中安装在轴承环中或者在双气隙的情况下安装 在内定子中。所述轴承环有利地与马达壳体形状配合地连接。轴承法兰至定子内径的公差 链是重要的,所述定子内径确定影响效率的气隙。当例如在外轴承环的四点轴承中能够与 轴承环或内定子组合地制成并且检查以及法兰与滚珠螺旋传动机构的螺母连接时,能够将 所述公差链保持得尤其小。当传感器齿轮或者传感器目标体直接地安装在与滚珠螺旋传动 机构的螺母连接的法兰上时,相同的内容适用于对传感器齿轮或。
21、者传感器目标体的冲击。 0018 对于支承装置有意义的是:其在正常运行中具有关于大致轴向力的10的径向 力的高的横向强度。这借助轴向轴承还有四点轴承实现。对于沿两个方向的轴向力,轴向 轴承还需要第二轴承,这在四点轴承的情况下是不需要的。但是当所述轴承在轴向和径向 力的情况下是抗倾斜的时,分开的外或内环的公差匹配是昂贵的。为了避免这种情况,提出 说 明 书CN 104321231 A 3/15页 6 简化的支承装置或内环解决方案。借助本发明和其设计方案,也提供一种简化的支承装置, 其具有高的横向强度,以及低的相对于定子的公差和对传感器轮或传感器目标体的冲击, 和防止齿上转子擦碰的安全性。 001。
22、9 在开始说明了罕见的故障情况,其中出现正的和负的轴向力。因为负的轴向力与 径向力仅罕见地且短暂地出现,所以能够应用简化的支持环,所述支持环吸收或确保径向 的定心和横向强度。如果在超过公差且转子的径向负载在边缘锋利的定子中卡住并且阻挡 驱动器或者也在极端的振动或膨胀荷载的情况下作为定子的支撑装置的情况下,那么也能 够使用所述支持环。本发明或其实施方案因此也确保:支承装置在罕见的情况下能够吸收 沿与活塞的压力相反的方向出现的、由踏板推杆引起的力。此外,提出防止转子卡在定子上 的解决方案。 0020 滚珠螺旋传动机构的主轴被润滑并且快速地吸收杂质或磨损颗粒。这能够由转子 或齿轮驱动器或环绕的壳体引。
23、起。对此,提出在转子上设有保护装置并且在法兰上设有主 轴保护套。也示出用于密封轴承以防止杂质颗粒和脂损失的解决方案。 0021 转子必须与滚珠螺旋传动机构连接,以便可靠地且无间隙地传递马达转矩。为此 提出:压紧或粘接转子;焊接或螺接定子。 0022 借助根据本发明的解决方案或者其实施方案,提出一种具有小结构的支承装置的 驱动结构或马达结构,所述支承装置具有集成的滚珠螺旋传动机构。同样考虑真实的误差 和影响。整体地考虑主要的结构元件。 0023 支承装置和旋转质量在耗费方面是显著的。这在马达壳体中在一侧上实现。在所 谓的浮动轴承中,内定子或者具有滚珠螺旋传动机构螺母构造有轴承元件。内定子和马达 。
24、轴承与马达壳体形成结构单元,优选地定子的固定机构包含在所述结构单元内。通过根据 本发明的解决方案,降低大量公差,因为松动和固定轴承的轴承座能够以切削加工或喷射 的方式在张紧情况下制成。固定轴承安置在马达壳体中。当使用具有主轴的滚珠螺旋传 动机构时,适宜地沿主轴的主力方向经由转子的轴向轴承连同用于另一方向的固定轴承一 起实现轴向支承装置。在此,能够将滚动轴承还有滑动轴承用作为支承元件。所述结构不 仅适合于在转子和定子之间的仅一个气隙的常规的马达,而且也还更好地适合于双气隙马 达,如其在同一申请人的DE 10 2005 040389 A1中描述。 0024 通过该构造,与常规马达相比等价地或更适宜。
25、的是,在双气隙马达中仅需要具有 磁体的薄壁的转子和固定的反向接通环,所述常规马达附加地需要具有相应耗费和公差的 第二轴承盖。在此,能够将滚珠螺旋传动机构共同集成到支承装置中。在单气隙马达中,内 定子形成支承套或支承环,转子包含共同运转的反向接通环进而在旋转质量方面更大。 0025 尽管已知具有仅单侧的支承装置的马达,例如参见DE 199 02 371 A1。然而所述 马达在构造和性能方面与本发明完全不同,使得对比不可能是有意义的。 0026 除结构之外,在本发明和其设计方案中与在DE 10 2005 040389 A1中描述的马达 相比应当进一步降低旋转质量。在此,考虑滚珠螺旋传动机构螺母。旋。
26、转质量的优化可通 过具有用于容纳或固定转子的尽可能薄的法兰的开放的滚珠螺旋传动机构螺母实现。滚珠 回引在由塑料制成的轻质的保持架中进行,所述保持架在滚珠螺旋传动机构螺母之内设置 在尤其径向向外开口的凹部中。在此,能够进行平行于轴线的球引导还有沿相对于轴线的 横向方向关于轴线成30至45角度的方式进行。已知的是,正如进入到主轴中那样从主 说 明 书CN 104321231 A 4/15页 7 轴中出来的滚珠引导构造是重要的。除了单排的滚珠回引装置之外,双排的滚珠回引装置 也应当是可行的。为了降低旋转质量,滚珠螺旋传动机构螺母附加地与转子和马达支承装 置集成。这适当地通过简单的转子进行,所述转子在。
27、端侧与滚珠螺旋传动机构法兰连接,尤 其焊接,并且延长滚珠螺旋传动机构螺母作为用于固定轴承的轴承套。 0027 马达的转矩(Md)通过在线性驱动器中的调节功率来确定,即以何种时间单位形 成在特定路径上的力。如果附加地交替地动态地使用该力,那么对此形成分开的转矩需求。 对此在下面说明制动技术中的一个实例。 0028 用于建立压力的Md1(第一马达转矩):在此,主轴移动主缸活塞。目标值为例如 200ms中200bar,这例如需要5Nm马达。沿两个方向的压力调谐的Md2(第二马达转矩)相 应于复用器(MUX),如其在同一申请人的DE 10 2005 005751 A1中详细描述,对此在此也 通过参考将。
28、其并入本文:在特定的旋转质量中同样需要5Nm。 0029 如果现在显著降低旋转质量,例如降低50,那么Md2显著更小。因此,现在能够 为Md1降低螺距,这需要小的马达转矩。因此,马达在预设转子半径的情况下相应变得更 短,这减少了材料,降低了额外的昂贵的磁体成本,以及降低了重量。也就是说,降低旋转质 量是重要的。在此,与双气隙马达相比,单气隙马达是更不适宜的,但是由于该结构和开口 的集成的滚珠螺旋传动机构而还是显著优于常规的马达的。 0030 除上述内容之外,具有滚珠螺旋传动机构的驱动器需要转矩支撑装置和主轴反馈 装置。其能够在优选由塑料制成的、用于驱动器的中间壳体中、例如THZ壳体中简单地实 。
29、现。 0031 借助本发明和其设计方案,也在制造和安装方面实现令人惊讶简单的、成本适宜 的且高动力的驱动器,所述驱动器实现:提出具有更小转矩和结构大小的马达。对此更高的 转速通过已知的措施、如绕组和相电路来实现。也能够考虑每个齿两个分开的绕组,这附加 地表示用于绕组或控制装置发生故障时的冗余。 0032 本发明和其实施方案提出用于转子的和滚珠螺旋传动机构的单侧的支承装置,以 应用在单气隙马达还有双气隙马达中。 0033 设有具有轴向轴承和径向轴承的不同的轴承装置、尤其是具有轴承预紧装置的轴 承装置,例如借助于波纹盘和支持环来设置。有利的,例如能够设有具有支持环和轴向间隙 的两个轴向球轴承。也能。
30、够有利地设有具有闭合的或分开的内环或外环的四点轴承。这种 四点轴承在正确定位的情况下在结构长度和交替的轴向负载方面是有优势的。 0034 有利地,能够将轴向球轴承的滚道设置在滚珠螺旋传动机构的螺母上。在另一实 施方式中提出,轴承集成在马达壳体部件中或集成在与其固定连接的构件中。构件与壳体 部件的连接能够适宜地形状配合地通过压制、卷边或冲压来进行。 0035 根据另一实施方式,支持环能够设置在环绕的部件和固定在壳体的部件之间、尤 其固定在滚珠螺旋传动机构的螺母、马达壳体或仪器固定连接的构件上或定子上。 0036 借助该实施方案,实现下述支承装置的简化,所述支承装置具有高的横向强度和 低的相对于定。
31、子的公差和法兰相对于传感器轮或目标体的冲击和防止转子在定子上擦碰 的安全性。 0037 借助根据本发明的解决方案或其设计方案得到如下其他的优点: 0038 -短的结构长度; 说 明 书CN 104321231 A 5/15页 8 0039 -轴承集成到轴承套或轴承壳中; 0040 -轴承与转子小的轴承公差; 0041 -用于错误的马达控制的主轴止挡,作为用于滚珠螺旋驱动器和轴承的过载保护 (碰撞负荷); 0042 -防止杂质颗粒的装置保护,所述杂质颗粒能够附着在润滑的主轴上并且导致阻 挡; 0043 -经由焊接或力配合或材料配合来安装转子; 0044 -由具有传感器轮的轴承和滚珠螺旋驱动器构成。
32、的可完全检查的安装单元; 0045 -轴承的第二内环或外环通过弹簧盘来取代,所述弹簧盘优选集成到用于马达传 感器的齿轮承载件中; 0046 -四点轴承的外部密封装置,以便避免在温度更高的情况下的脂损失。 附图说明 0047 在附图中示出本发明的实施例和其设计方案并且在下文中详细描述。 0048 其示出: 0049 图1示出单气隙马达(下半部)和双气隙马达(上半部)中的单侧的支承装置的 原理结构; 0050 图2示出具有转子中的滚珠螺旋传动机构与用于双气隙马达的支承装置的集成 的部分图; 0051 图3示出转子的部分图; 0052 图4示出磁体固定; 0053 图5示出具有轴向和径向轴承的轴承构。
33、造或设置; 0054 图6示出具有不分开的四点轴承的另一轴承构造或设置; 0055 图7示出具有不分开的四点轴承的第三轴承构造或设置; 0056 图8示出具有不分开的四点轴承的第四轴承构造或设置; 0057 图9a-9d示出将轴承套不同地设置或固定在壳体上; 0058 图10示出具有马达和滚珠螺旋传动机构(KGT)和(部分的)活塞缸装置的驱动 装置,所述活塞缸装置例如能够是机动车制动系统的一部分; 0059 图11示出具有转子中的滚珠螺旋传动机构与用于双气隙马达的支承装置的集成 的部分图; 0060 图11a示出齿轮承载件和轴承部件之间的形状配合的连接的视图; 0061 图12示出具有转子中的。
34、滚珠螺旋传动机构与用于双气隙马达的支承装置的集成 的部分图,其中示出多种附加的措施。 具体实施方式 0062 图1示出马达的原理结构,所述马达具有一件式的马达壳体1、带有绕组2的定子、 带有永磁体3的转子4、滚珠螺旋传动机构(KGT)18和主轴22。相反于现有技术,转子经由 滚针轴承或滑动轴承17安装在内定子5中和马达壳体中的固定轴承9中。 0063 马达壳体1在纵截面中基本上U形地构成,所述马达壳体具有柱形的壁部件1a和 说 明 书CN 104321231 A 6/15页 9 径向伸展的侧壁部件1b。在与侧壁部件1b相对置的一侧上设置有中间壳体16的径向伸展 的壁部件16a并且与马达壳体的柱。
35、形的壁部件1a连接,使得马达和滚珠螺旋传动机构被包 围。 0064 转子4在单气隙马达中还有在双气隙马达中在纵截面中具有基本上U形的部段 4a,在所述部段的靠外的腿部上固定有永磁体3。U形部段的靠内的腿部和腿部4b贴靠滚 珠螺旋传动机构螺母的外侧。在图上部中,靠外的腿部是薄壁的并且承载磁体以及接受反 向接通的一部分。紧随于此,设有径向部段4b,所述径向部段尤其借助于焊接固定在滚珠 螺旋传动机构螺母的端侧上。最后,跟随有平行于轴线的部段4c,所述部段贴靠固定轴承9 的内侧,所述固定轴承安置在马达壳体1的凹部中。套形的内定子28借助一个端部固定在 马达壳体中并且借助其自由端部延伸到转子的U形部段4。
36、a中。所述内定子承担磁体的反 向接通的剩余部分。 0065 在图下部分中示出单气隙马达。在此,代替内定子使用轴承套5a。转子4构成为 是较厚壁的并且容纳磁体,所述磁体的回流根据常用的马达技术经过转子壳面。在许多应 用中,较高的涡流损失是可容忍的。也类似于在双气隙马达中能够使用薄壁的转子套,其中 例如压紧反向接通环4e。 0066 主轴的轴向力沿主方向经由轴向滚针轴承6吸收并且沿具有较小力的第二方向 经由固定轴承9吸收。轴承设置在转子套处或转子套上。传感器轮8在11中优选通过焊 接与轴承套固定。转子套在10中固定在滚珠螺旋传动机构上,同样优选通过焊接来固定, 但是也能够压入到环周槽中。径向轴承1。
37、7轴向地经由内定子5的相应的构造或套28来保 持一定间距。为了降低旋转质量,滚珠螺旋传动机构18设有凹部18a,如其在图下半部中可 见,所述凹部为了降低重量并且可选地为了容纳滚珠保持架13而被自由地空出,其中两个 狭窄的、对凹部限界的法兰12和12a形成凹部的侧向的限界部。所述法兰在造型方面以最 小旋转质量的方式构成。滚珠回引在滚珠保持架中进行、优选在塑料保持架中进行。在此, 滚珠回引能够单排地或双排地平行地进行或者以与轴线成30-60的特定的角度的方式构 进行。通过该开放的造型,滚珠螺旋传动机构的旋转质量能够降低至70。由于所述支承 装置,公差链在双气隙马达中也是小的并且部件的数量与常规的单。
38、气隙马达类似。也有利 的是,只要将内定子喷射到压力铸造壳体中,就能够在张紧情况下处理壳体尺寸。转子和定 子之间的气隙对转矩具有大的影响。在此,在壳体1、内定子5和固定轴承9的安置处和具 有磁体3的转子4、用于径向轴承17的轴承座和固定轴承9中的公差链是重要的度量。在 此有利的是,能够在夹紧情况下处理马达壳体中的公差链,并且为了安置轴承和放置磁体 同样能够在张紧情况下处理转子4。 0067 通过马达壳体的相应的结构化能够完全地由塑料在没有精加工的情况下喷射具 有内定子的部件,这表示显著地降低成本和重量。内定子也能够与轴承座5b组合。也能够 有利的是,连同内定子或轴承套一起,将具有绕组的定子共同喷。
39、射到容纳轴承的塑料壳体 部件中。这在轴承套的相应造型的情况下也适用于单气隙马达。对于例如制动的多种应用 而言,热负荷不高,使得散热是没有意义的。必要时,也能够通过没有示出的容纳定子的、喷 射而成的Al(铝)套改进所述轴承套。马达为了控制驱动器的定位和各个相位而需要传感 器,所述传感器经由传感器轮8激活。在此,能够使用大量的传感器,例如齿轮驱动的转角 传感器至区段传感器。 说 明 书CN 104321231 A 7/15页 10 0068 主轴驱动器需要复位装置,所述复位装置尤其简单地经由联接法兰14联接,所述 联接法兰与主轴抗转动地且轴向地支撑。优选两件的复位弹簧19支撑在法兰14上并且在 引。
40、导销20中引导,所述引导销安装在壳体21中或者也附加地安装在中间壳体16中。 0069 力矩支撑经由相同的联接法兰14实现,所述联接法兰也优选接合错开180的两 个连接片。 0070 驱动元件27,例如活塞,优选由耦联元件30操作,所述耦联元件与主轴22连接。 0071 图2示出在双气隙马达中的转子和定子的部分图。为了进一步降低旋转质量,在 端侧将简化的转子4d在10中固定在滚珠螺旋传动机构螺母的法兰13a上。优选形状配合 的固定能够经由焊接、铆接或压制来进行。在法兰的环周上也能够经由转子套的相应的造 型和槽进行形状配合的固定。法兰在此相应地被预备,例如由未硬化的材料或软的材料区 域构成。此外。
41、,与滚珠螺旋传动机构螺母18连接的轴承套13b承担将转子支承在固定轴承 上。所述轴承套13b能够构成为分开的部件,并且相应地4a与滚珠螺旋传动机构法兰固定 和连接。附加地,为了固定磁体能够将固定套23借助间隔连接片固定在转子上。参见图3, 所述间隔连接片在端侧穿过转子的相应的开口接合并且能够适宜地由金属或塑料制成。 0072 图3示出转子连同经由连接片23或压出件24对磁体3进行固定的部分图。适宜 地,磁体通过保护套25或者相应的注塑包封件26来保护。为了更好地锚固注塑包封件能 够在转子中设有孔。 0073 图4示出具有压出件的转子的纵截面图,所述压出件在整个磁体长度之上能够是 连续的或者也能。
42、够是仅部分连续的。 0074 在图5中示出驱动器的上半部,所述驱动器具有在纵截面中基本上U形的马达壳 体41、具有绕组2的定子、具有永磁体43的转子44、具有螺母48和主轴45的滚珠螺旋传 动机构。在马达壳体41的径向延伸的壁上安置基本上轴向延伸的构件或轴承环46。构件 或轴承环46形成内定子并且作用为磁反向接通环并且为此延伸到转子44中,其中所述构 件以小的间隙平行于转子的轴向延伸的腿部伸展至转子的径向延伸的腿部附近。短的腿 部49从构件46以直角向内延伸至滚珠螺旋驱动器的主轴45附近。定子优选收缩在马达 壳体41中。在构件或支承环46上设置有轴承50、51,其中轴承50设置在径向向内延伸的。
43、 部段49的一侧上并且轴承51设置在所述部段的另一侧上。在滚珠螺旋传动机构的螺母 48上安置构件或轴承法兰48a,尤其借助于焊接连接或螺丝连接来安置。安置在螺母上的 构件或轴承法兰或者轴承套48a尽可能无间隙地容纳轴向轴承50的环并且相对于径向轴 承51具有小的径向间隙“s”,因此在正作用的轴向负载Fax的情况下完全地承载轴向轴承 50。在轴承法兰的端部处,将齿轮传感器目标体60设置、尤其压紧在轴承法兰上,并且借助 于保险环52轴向固定。在齿轮60和轴承51之间设置有波纹盘53,其中可选地例如借助 于补偿盘调节轴向间隙并且为了降低噪声而能够预紧轴承。当出现具有负轴向力-Fax的 故障情况,那么。
44、借助于压紧到滚珠螺旋传动机构48的螺母上的支持环47b进行径向支撑或 支承。该故障情况当例如在制动设备中由踏板推杆147操作活塞杆146(见图7)时是重要 的,其中所述踏板推杆在另一侧上操作主缸的活塞并且将活塞杆夹紧在滚珠螺旋传动机构 的主轴45中。然后,踏板力经由主轴和经由压紧的波纹盘作用于轴承51。由于小的轴承 摩擦,滚珠螺旋传动机构的螺母转动并且主轴轴向地移动并且作用于虚线表明的主缸活塞 上。 说 明 书CN 104321231 A 10 8/15页 11 0075 薄壁的转子固定、例如焊接、但是也能够螺接在滚珠螺旋传动机构的螺母48上。 在转子的轴向延伸的腿部上安置、尤其粘接永磁体43。
45、。永磁体附加地能够借助于(未示出 的)塑料注塑包封件来固定或借助于金属杯来包围。代替小的轴向间隙的耗费的调整,能 够使用支持环47b,所述支持环在负的轴向力的情况下限制倾斜间隙,因为在径向上不再能 够引导轴向轴承穿过间隙。 0076 图6示出具有带有小的间隙的进而小的倾斜间隙的四点轴承55的支承装置。为了 不通过轴承法兰48a影响间隙,在轴承55的内环和法兰48a之间设有(由于安装的理由) 小的间隙。轴向地,内环与波纹盘53经由也能够经由也是用于旋转传感器的齿轮承载件的 中间环57和保险环52(见图5)预紧。替选于小的间隙,在此能够设有相对大的倾斜间隙 连同定子上的或支承环上的支持环47。所述。
46、支持环安置在没有极齿的附加的定子薄片2a 之内并且适当地借助于粘接或压制固定。为了避免磁损失,所述环是不导磁的并且也能够 附加地在环周上相应地被结构化以避免涡流损失。所述支持环在超过公差的情况下也是有 效的,以便避免转子卡在定子的边缘锋利的极齿上,由此支持环适当地形成闭合的环轴承。 0077 图7示出具有带有分开的内环的四点轴承的轴承装置。左侧的内环55a借助于挤 压或滑动配合与轴承法兰48a连接。根据图2,所述左侧的内环能够是滚珠螺旋传动机构 的螺母的一部分或者与滚珠螺旋传动机构的螺母连接、尤其是焊接。替选地,所述内环优选 能够制成为深拉件,如在图12中示出,并且为到传感器驱动器108的连接。
47、件,以及同时是用 于设置在其上的轴承的轴承法兰套137。由此,公差相对大并且确定轴承座和对转子和传 感器齿轮或目标体的冲击。在此,根据图2的具有法兰与滚珠螺旋传动机构的集成的解决 方案带来显著的改进,所述改进还能够通过将滚珠滚道集成到滚珠螺旋传动机构中被进一 步改进(如图8中示出)。在正常运行中,正的轴向力+Fax经由轴承内环55a经由大约40 度的角度作用至轴承外环59、如角接触球轴承。在罕见的故障情况中在负轴向力的情况下, 力相反地从轴承环55又经由大约40度(在间隙补偿之后)作用至外环59。因此,所述轴 承配置如角接触球轴承起作用。在说明书中,由于结构相同而保持使用术语四点轴承。 007。
48、8 图7中的内环56适当地并且尤其出于成本的原因而与具有喷射的齿轮60的齿轮 承载件组合,其中内环由于相对小的轴向力和仅很少被操作而能够由未硬化的钢制成。经 由将内环56压制到凹部、尤其轴承法兰48a的槽56a中来进行轴向固定。该解决方案也能 够在没有支持环的情况下用小的间隙“s”来应对,借助经由相应的设备进行间隙调整来应 对。轴向的固定能够经由力或形状配合的连接机构56a、如压制或焊接来建立。分开的内 环的优点在于使用更多滚珠,所述滚珠与图6中的闭合的外环与内环相比提高轴承的承载 量。其提供:尤其在四点轴承的解决方案中,轴承环或内定子与外轴承环相协调并且必要时 与彼此一起制成和检查,以便保证。
49、小的公差。在此也重要的是:经由测量压紧力能够检查所 需要的紧合。所述紧合必须经受住负的轴向力-Fax。这可简单地通过轴承环46的内径大 于轴承环59的内径实现。 0079 图8示出具有两个轴向轴承50、58的解决方案,其中滚珠滚道50a集成到滚珠螺 旋传动机构的螺母中。第二轴向轴承能够是(未示出的)滚针轴承或者滚珠轴承。后者具 有下述优点:法兰的径向撞击以翻滚而非滑动的方式被吸收。轴向地设有距具有齿轮承载 件或者说60的中间环57的小的间隙sa。在此,也能够借助相应的设备调节图7中的小的 间隙。在负的轴向力和没有限定的小的间隙调整中的故障情况下,轴向间隙引起:轴向轴承 说 明 书CN 104321231 A 11 9/15页 12 不再在其滚珠滚道中径向地引导,因此适当地设有作用为外轴承的支持环47c(或者根据 图5、6的支持环47a、47b)。支持环在该实施方案和另外的实施方案中由滑动轴承或滚珠 轴承环制成。在此,滚珠滚道也能够直接地集成到轴承环。