具有马达轴承的功能检测的电动马达的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电动马达，其包括定子和可相对于定子旋转且设置在轴承中的转子，并且还包括马达壳体及振动传感器，其用于获得电动马达中出现并由轴承的故障引起的振动。
【背景技术】
[0002]在工业中下述系统已经非常常见，在所述系统中，在待监控的马达的壳体外安装一个或多个振动传感器或振动率传感器。在上下文中，可参考专利号US 5，629，870。在此，传感器的信号被独立的电子单元评估，且给操作者提供可以将测量的振动与不同的故障原因关联的信号。这要求极复杂的电路和不期望的故障敏感性。这种布置还可以在专利号US5，726,911 中了解到。
【发明内容】
[0003]本发明是基于以下目的，从通用的电动马达开始，并以可在组件和电路方面有效并涉及极少资源而实现对马达轴承的可靠功能监控的方式改善通用电动马达。
[0004]根据本发明，这通过以下实现，S卩，在电动马达被构造作为外转子式马达中，在其中，定子包括轴承支撑管，其一端连接到环状的定子凸缘，且在轴承支撑管中，在轴承支撑管的中心纵轴的方向上，彼此间隔地设置轴承组件，转子的轴支撑在所述轴承组件中，且振动传感器在背对转子的的一侧上固定在定子凸缘。有利地，振动传感器构造为振动率传感器，其中，振动率传感器可以是例如激光多普勒测振仪、基于半导体的MEMS(微机电系统)或压电传感器。优选地，振动传感器直接固定在定子凸缘的自由面上，所述自由面在相对于纵轴的径向方向上直接邻接轴承支撑管。在此，定子凸缘和轴承支撑管被特别地构造成一体。因此，根据本发明，设置在轴承支撑管中的两个轴承通过同一振动传感器被同时监控。当然，在此虽然不能必然区分两个轴承的哪一个受损，然而这不会导致系统功能受损，这是因为无论如何必须更换整个电动马达，因为通过压入配合典型地安装在轴承支撑管中的作为紧密配合的轴承不可被现场更换。特别地，根据本发明的马达可以用于驱动风扇，其中，涉及量产，在量产中，取决于低成本的和容错的解决方案。优选地，根据本发明的电动马达是具有集成电子部件的无刷外转子式马达，其中，所述电子部件优选地设置在在其背对转子的一侧上固定在定子的部分壳体中。根据本发明的振动传感器还设置在所述壳体中。
[0005]由于根据本发明以距轴承仅很短的距离的方式设置传感器，因此可极易于传输高频结构声音组分。
【附图说明】
[0006]本发明的有利的实施方式包含在从属权利要求中且根据参照附图示出的实施例被更详细地解释。附图中:
[0007]图1为根据本发明的电动马达的呈局部剖开视图的透视图。
【具体实施方式】
[0008]描述的和/或从附图可收集的根据本发明的电动马达的特定特征仅与一个或多个特征一起结合描述，然而其也根据本发明独立于其实施例作为独立特征，或与实施例的其他特征组合运用，且属于本发明的范畴。
[0009]优选地，图1中的电动马达I被构造成无集电极的(kollektorloser)电子交换直流电外转子马达。电动马达I由定子2和被构造成外转子并从马达壳体3的部分的一侧像罐包围定子2的转子4组成。定子2由具有尤其被构造为单齿绕组的单个定子绕组(在此未详细示出)的定子层压芯6组成。定子2包括在定子层压芯6内延伸的轴承支撑管7和中心纵轴线X-X。定子凸缘8在一侧固定在轴承支撑管7上，并且该定子凸缘优选地与轴承支撑管7构成为一体。定子凸缘8呈环状。转子4通过轴9和轴承组件11在轴承支撑管7中可转动地安装。轴承组件11以压入配合安装在轴承支撑管7内，且它们在轴向方向彼此间隔地设置。用于容纳马达电子部件13的部分壳体12作为马达壳体3的其他部分连接在定子凸缘8背对转子4的一侧上，其中，马达电子部件13的单独的电子部件设置在印刷电路板14上。
[0010]根据本发明，在部分壳体12内，定子凸缘8在其背尚转子4的一侧上包括的振动传感器16。优选地，振动传感器16构造为振动率传感器，其中，它可以为例如激光多普勒测振仪、基于半导体的MEMS(微机电系统)或压电传感器。优选地，振动传感器16直接固定在定子凸缘8的自由面17，所述自由面在相对于纵轴X-X的径向方向上直接邻接轴承支撑管7。如图1中所示，它可以是与印刷电路板14相对设置的自由面17或它可以是在一侧与定子6相对的自由面17。由此，产生到轴承组件11的仅很短的距离，由此，可传输高频结构振动噪声。尤其，由于根据本发明定子凸缘8和轴承支撑管7被构造为一体，所以，可以通过一个单个传感器获得两个轴承组件11的振动率。振动传感器16通过信号线缆(在此未示出)连接到设置在印刷电路板14上的评估电子部件(在此同样未示出)。根据本发明的振动传感器16直接接近印刷电路板14和设置在其上的马达电子部件13，产生紧凑且高效的结构。这里，为了降低附加的系统成本，可以使用需要实施在电路板14上设置的整流电子部件的计算功能，在此，作为非常慢的计算功能的轴承故障数据的计算在已经用于处理整流电子部件的处理器的主程序中运行。然而，根据本发明还可以设置用于评价由振动传感器16产生的信号评估的专用处理器，其中，所述处理器同样设置在印刷电路板14上，它可以使用例如马达电子部件13的低压部分和现有的EMV滤波器和许多其他的组件。此外，根据本发明的目的是，如果在振动传感器16和定子凸缘8之间设置金属的结构振动声音传导元件，如优选呈圆盘形式。这样的结构振动声音传导元件可以用于设置定子凸缘8与印刷电路板14之间的精确距离，或用于进一步允许将电信号线缆引导至将在最佳位置的传感器。引导至振动传感器16的信号线缆可铺设通过振动传感器16的背面或侧面。
[0011]如果系统包括多个根据本发明的机械地耦接在装置内的电动马达1，则它有利的是防止通过单个振动传感器16测量的传感器的值彼此影响，单个的电动马达I彼此根据振动解耦。例如，这可以出现在定子凸缘8的区域或在每个风扇外侧的防护栏保持部(Schutzgitteraufnahme)上，例如在包括根据本发明的电动马达I的轴向风扇处。
[0012]根据本发明电动马达I以其中振动传感器16被完全集成在马达内而提出。因为仅需要一个用于测量的传感器，所以使产生的成本最低，并且，由于组件更接近马达，所以可出现使用用于多种目的的现有电子组件。
[0013]本发明不受限于示出和描述的实施例，而包括在本发明中阐述的具有相同效果的所有实施例。此外，本发明实际上不受限于权利要求所限定的特征组合，还可以通过已一起公开的全部的单个特征的特定特征的其他任意组合而限定。这表示基本实际上可以去掉任何单个特征，或被至少一个在申请的其它地方公开的单个特征替换。因此，权利要求仅被理解成使本发明规范的初步尝试。
[0014]附图标记说明
[0015]I电动马达
[0016]2 定子
[0017]3马达壳体
[0018]4 转子
[0019]6层压芯
[0020]7 轴承支撑管
[0021]8 定子凸缘
[0022]9 轴
[0023]11 轴承组件
[0024]12 部分壳体
[0025]13 马达电子部件
[0026]14 印刷电路板
[0027]16 振动传感器
[0028]17 自由面
[0029]X-X 纵轴
【主权项】
1.一种电动马达(I)，其包括定子(2)和相对于所述定子(2)旋转且安装在轴承组件(11)中的转子(4)，并且还包括马达壳体(3、12)和用于获得电动马达(I)中出现的并且由轴承组件(11)的故障引起的振动的振动传感器(16)， 其特征在于，其结构为外转子式马达，其中，所述定子(2)包括轴承支撑管(7)，其一端连接到环状的定子凸缘(8)，且在所述轴承支撑管(7)中，轴承组件(11)在所述轴承支撑管(7)的中心纵轴(X-X)的方向上被设置为彼此间隔，所述转子⑷的轴(9)支撑在所述轴承组件中，且所述振动传感器(16)被固定在定子凸缘(8)上。2.根据权利要求1所述的电动马达(I)，其特征在于，振动传感器(16)固定在定子凸缘(8)背对所述转子(2)的一侧或面对所述转子(2)的一侧上。3.根据权利要求1或2所述的电动马达(I)，其特征在于，所述振动传感器(16)被构造为振动率传感器。4.根据权利要求3所述的电动马达(I)，其特征在于，所述振动快速传感器(16)为激光多普勒测振仪、基于半导体的MEMS (微机电系统)或压电传感器。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动马达(I)，其特征在于，所述轴承支撑管(7)被设置在定子层压芯￠)内，所述定子层压芯包括被构造成单齿绕组的电机绕组。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动马达(I)，其特征在于，在所述定子凸缘(8)上，在背对所述转子(4)的一侧上，包括马达电子部件(13)的部分壳体(12)被固定，并且在所述部分壳体中容纳所述振动传感器(16)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的电动马达(I)，其特征在于，所述振动传感器(16)直接固定在所述定子凸缘⑶的自由面(17)上，所述自由面其相对于纵轴(X-X)的径向方向上直接邻接轴承支撑管(7)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电动马达(I)，其特征在于，所述定子凸缘(8)和所述轴承支撑管(7)被构造为一体。9.根据权利要求1至8中任一项所述的电动马达(I)，其特征在于，在所述振动传感器(16)和所述定子凸缘(8)之间设置例如呈盘的形状的金属结构振动声音引导元件。10.根据权利要求6至9中任一项所述的电动马达(I)，其特征在于，所述振动传感器(16)通过信号线缆连接到设置在马达电子部件(13)的印刷电路板(14)上的评估电子部件。
【专利摘要】本发明涉及一种电动马达(1)，其包括定子(2)和相对于定子(2)旋转且安装在轴承组件(11)中的转子(4)，并且，还包括马达壳体(3、12)和用于获得在电动马达(1)中出现并由轴承组件(11)的故障引起的振动的振动传感器(16)。在此设置的结构是外转子式马达。定子(2)包括轴承支撑管(7)，其一端连接到环状的定子凸缘(8)。在轴承支撑管(7)中，轴承组件(11)在轴承支撑管(7)的中心纵轴(X-X)的方向上被设置为彼此间隔，转子(4)的轴(9)支撑在轴承组件中。振动传感器(16)固定在定子凸缘(8)上。
【IPC分类】G01R31/34, H02K15/00
【公开号】CN105008944
【申请号】CN201480010397
【发明人】托马斯·萨奥尔
【申请人】依必安派特穆尔芬根股份有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年3月13日
【公告号】DE102013102648A1, WO2014140155A1