专利名称：用于装配电动机的方法和使用这种方法获得的电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于装配电动机，特别是防水电动机的方法。下文特别地参照电动机，但应予理解的是，本发明可涉及任何旋转电机，如交流发电机或直流发电机。
背景技术：
一般来说，旋转电机包括定子、安装在轴上的转子以及设有用于转子轴的支承结构的壳体。为了将定子和转子安装在壳体中，壳体必须分成可以装配的至少两个零件。从US-5767596可知电动机的一个例子和制造它的方法。还已知，尤其在用于机动车辆的电扇的部分中，它们是防水和防潮的电动机。这样的电动机设计成可在它们可能受到水和潮气的渗入的环境状况和位置中工作，这样的水和潮气的渗入会使电机发生电气方面的问题。现有技术已尝试制作用于电动机的防水壳体，特别是通过在上述的两个部分之间插入垫圈来制成的防水壳体，例如本申请人的文献W02005/034309中所述。不过，这种类型的组件并非没有缺点特别是，当电动机封闭时，也就是说，当盖子和杯状部分相对彼此锁定时，不能绝对保证电动机将是气密封的。尽管人们作出许多努力来保证这一点，但壳体的两个部分之间的垫圈可能没有完美地定位或有效地压挤而保证接触时两部分之间的合适密封。此外，在电动机轴的支承结构处，特别是在电动机轴为了电动机的有效性而伸出壳体处，可能会发生渗入。
发明内容
在本文中，本发明的主要技术目的是提出一种用于装配电动机的方法和用这种方法获得的电动机，它们没有上述的缺点。本发明的一个目标是提出一种能使电动机获得良好气密性能的电动机。本发明的另一目标是提出一种能简单且廉价地实施的装配电动机的方法。由如在这里的权利要求1以及一项或多项从属权利要求中所述的用于装配电动机的方法基本上实现了所述的本发明的技术目的和目标。
在下面参照如附图所示的用于装配电动机的方法和使用这种方法获得的电动机的较佳的非限制性实施例的描述中，本发明的其它特征和优点会更加清楚，在附图中图1是根据本发明的电动机在装配方法的一个步骤中的分解侧视图，且为了更清楚而切除了一些零件；图2是根据本发明的电动机在一个装配步骤中的示意性俯视平面图；图3是装配根据本发明的电动机的一部分的步骤序列的示意性立体图；图4是图2中剖面IV -1V的示意图；图5是图4中细节A的放大图；图6是根据本发明的装配步骤的示意性侧视图；图7是根据本发明的另一装配步骤的示意性侧视图；图8是根据本发明的电动机的第二实施例的示意性剖视图；图9是根据本发明的电动机的第三实施例的示意性剖视图；图10是根据本发明的电动机的第四实施例的细节的示意性剖视图和前视图；图11是根据本发明的电动机的第四实施例的细节的与图10的细节相比较按比例缩小的图；图12是根据本发明的电动机的第四实施例的一部分的示意性剖视图；图13是根据本发明的电动机的第五实施例的盖子的示意性正视图；图14是图13的盖子的示意性侧视图；图15是图13的盖子的示意性后视图。
具体实施例方式参见附图特别是参见图4和8，附图标记I标示根据本发明装配的电动机。下面的描述具体参照电动机，但应予理解的是，本发明也可以涉及其它类型的旋转电机，例如发电机、交流发电机及类似设备。电动机I示意性地包括界定容纳腔室2a的壳体2。壳体2包括彼此连接的基本上杯形的零件或容器3和盖子4，杯形零件3和盖子4用已知类型的装置彼此连接，因此没有详细图示。基本上为已知类型的包括定子单元5和旋转单元6的电磁单元容纳在壳体2中。旋转单元6能围绕轴线R旋转，并包括部分地凸伸到壳体2外部的轴7。如图8所示，所示的电动机I是所谓的“双轴”型的，也就是说，轴7和壳体2制作成轴7轴向地伸出杯形零件3和盖子4。电动机I包括用于支承位于壳体2内部的旋转单元6的装置8。特别是，旋转单元6分别通过轴承9和10可旋转地限制于杯形零件3和盖子4。轴承9、10锁定至盖子4和容器3，并且轴7插入它们。密封型的轴承9防止从外部穿过轴承9的渗入。在双轴电动机I的情况中，轴承10也较佳的是密封的。应予注意的是，轴承9插入在杯形零件3的基底壁3a中形成的相关凹腔9a中，而盖子4具有用于轴承10的凹腔10a。轴承9较佳的是借助于堵缝锁定在凹腔9a中，如下文将更加详细地描述的。此外，在所示的较佳的实施例中，电动机I包括设置在轴承9与基底壁3a之间的O形圈20。较佳的是，电动机I还包括基本上管状的垫圈21，该垫圈设置在轴承10和盖子4之间。垫圈21具有设置在轴承10与盖子4之间的内唇缘21a。实际上，垫圈21插入在凹腔IOa中，且轴承10又插入在垫圈21中，将内唇缘21压抵在盖子4上。图4特别示出电动机I是如何包括用于向电动机I供应电力的装置11，所述装置容纳在壳体2中。在所示的实施例中，供电装置11包括基本上已知类型的刷握12。应予注意的是，在图1的分解图中，省略了刷握12以使图简洁。特别参见图10、11及12,电动机I包括基本上盘形的绝缘元件28,该绝缘元件28定位成保护盖子4以防止供电装置11与壳体2之间的意外短路。实际上，如果供电装置11包括借助于可能意外地与盖子4接触的相应金属编织物(未示出)来供电的电刷(未详细示出)，则需要绝缘元件28。绝缘元件28具有围绕轴承10的凹腔IOa的中心孔28和用于将电力供应到供电装置11的开口 28b，如下文更加详细地所述。应予注意的是，垫圈21较佳的是具有外唇缘21b，该外唇缘用于将绝缘元件28相对盖子4保持在正确的位置，特别是在盖子4装配在杯形零件3上时。有利的是，垫圈21具有一对环形加厚部分21c，用于获得轴承10与相关凹腔IOa之间的密封。为了保证电动机I相对外部因素的有效密封，电动机具有位于盖子4与杯形零件3之间的垫圈13。参照图1、4及8，垫圈13较佳的是上述文献W02005/034309中所示的类型，该文献作为非限制性例子并为了描述的完整性而以引用方式结合于此。或者，垫圈13直接模制在盖子4上以简化电动机I的装配，也就是说，在第一模制步骤中制作盖子4，并在第二模制步骤中将垫圈13设置在盖子4上。如图9所示，在一不同的实施例中，在盖子4与杯形零件3之间设置密封材料30以形成它们之间的密封。在所示的实施例中，密封材料30设置在盖子4上，而在未示出的替代实施例中，材料30设置在容器3的边缘上。盖子4较佳的是具有环形凹槽30a，该环形凹槽的形状合适地制成接纳密封材料30。在较佳的实施例中，密封材料30包括粘结剂。有利的是，在另一实施例中，密封材料30包括聚氨酯材料。在这种情况下，在环形凹槽30a中给予一定剂量的聚氨酯泡沫材料。该泡沫材料聚合，基本上形成这样一种垫圈的形式，即具有包围泡沫状芯子的防水外表面，该泡沫状芯子具有特别有利于吸收盖子4的封闭游隙和公差的缓冲功能。图5特别示出轴7是如何为轴7与轴承9之间的环形垫圈15而设有基本上环形的凹腔14的。
如图8所示，轴7具有用于基本上环形的相关垫圈17的第二环形凹腔16。如图3所示，盖子4具有用于将用于将供电装置11连接至外部电缆19的开口 18。电动机I较佳的是包括互连元件22，该互连元件22插入在供电装置11与电缆19相连处的开口 18中。特别是，供电装置11包括一对插脚lla、llb，当盖子4位于杯形零件3上时，该对插脚位于开口 18中。互连元件22具有一对开口 22a、22b，插脚11a、Ilb可穿过这对开口伸出盖子4。电缆19较佳的是通过钎焊与插脚IlaUlb相连。封闭元件23插入在开口 18中以密封开口 18，如下文更加详细地所述。元件23具有用于将密封材料注射入开口 18的孔24。应予注意的是，开口 18和封闭元件23的形状制成为使电缆19能穿到壳体2的外部。用于装配电动机I的方法包括将定子单元5插入杯形零件3并以相当熟知的方式将其锁定到杯形元件的步骤。旋转单元6的支承装置8，特别是轴承9，锁定在杯形零件3的基底壁3a中。轴承9与0形圈20 —起插入在凹腔9a中并通过对凹腔9a进行堵缝而锁定在位。然后，将旋转单元6插在杯形零件3中基本上定子单元5处。特别是，轴7插穿过轴承9并限制于其。应予注意的是，将较佳的是“0形圈”类型的垫圈15压在凹腔14中轴7与轴承9之间可保证电动机I在轴7伸出壳体2处相对外部因素密封。如图8所示，在双轴电动机I的情况中，以基本上类似的方式，将垫圈17压在凹腔16中轴7与轴承10之间可保证在所述轴承10相对外部因素的密封。刷握12插入杯形零件3中，且盖子4设置成封闭零件3。应予注意的是，在该步骤中，盖子4没有锁定到杯形零件3，而是放置在它在完成的电动机I上所具有的位置处并保持在那里。应予注意的是，如果需要绝缘元件28，则它由垫圈21的外唇缘21b保持在正确的位置上。较佳的是，采用这种构型的电动机1，可以基本上已知的方式进行若干电测试。特别是，测试电动机的每分钟转数、噪音以及安培值。如图6所示，在盖子4设置在杯形零件3上且壳体2基本上封闭的情况下，对电动机I的气密封进行测试。 较佳的是在电测试结束时测试电动机的气密封。较佳的是通过将壳体2并因此将腔室2a置于相对外部环境的不同压力下来测试电动机I的气密封。特别是，通过在施加所述压力差值之后检测外部环境与腔室2a之间的任何流体通过来测试电动机I的气密封。在所示的较佳的实施例中，将腔室2a置于不同压力下的步骤通过如下方式来实现的将气体吹入壳体2以使腔室2a中的压力到达高于外部环境的值，也就是说，将腔室2a置于相对外部环境的过压下。
特别是，使基本上已知类型的气动装置25与壳体2的内部流体连通。更详细地说，罩盖26以气密方式支靠在盖子4上，并且气动装置25以密封的方式与开口 18配合。气动装置25将气体吹入壳体2，并且，如果没有气体泄漏出壳体2，则电动机I就确定地是密封的。较佳的是，在气动装置25作用的过程中，互连元件22插入在开口 18中。有利的是，可借助于从壳体2的内部向外部的抽吸作用来测试电动机I的气密封。与腔室2a流体连通的气动装置25基本上将空气抽吸出腔室2a，直至在腔室2a中产生真空，也就是说，腔室2a受到低于外部环境的低压。当在继续抽吸时，如果空气从外部环境进入壳体2，这就表明电动机不是气密封的。应予注意的是，测试电动机I的气密封的步骤和电测试可以在同一测试台上进行。如果由操作者手动地进行测试，则它们较佳的是在相同的测试台上进行，例如图6所示的测试台27。有利的是，当在生产线(未示出)中装配电动机I时，在两个分开的测试台上进行电测试和气密封测试。当完成测试时，以已知的方式将壳体2封闭，也就是说，将盖子4和杯形零件3相对彼此锁定。将电缆19在连接元件22处钎焊到供电装置11。一旦盖子4已锁定在杯形零件3上并且电缆19已连接至供电装置11，就密封开口18。将封闭元件23插入开口 18并使其进入开口 18。如图7中示意性地所示，将密封材料，较佳的是粘结剂，以基本上已知的方式通过封闭元件23中的孔24注入开口 18。应予注意的是，连接元件22用作收集密封材料的元件，并将开口 18完全密封。较佳的是，可有利地在装配好电动机后执行另一电动机I的气密封测试，特别是如果使用刷握盖子4a时。在这种情况下，使用其上带有密封材料30 (较佳的是粘结剂)的盖子4a来封闭容器3。将电动机I浸没在测试液体中，以检查是否有液体进入腔室2a。较佳的是在热过渡状态之后测试电动机I的密封。将电动机I加热然后浸没在测试液体中。较佳的是，一旦电动机I已冷却，则将电动机I再次加热然后浸没在不准许其在电动机I由于突然的温度变化而热膨胀之后穿透电动机I的流体中。该过程可如所需地重复若干次。应予注意的是，包括浸没在测试流体中的气密封测试对任何类型的电动机I都是可行的。特别是参照图13、14及15，应予注意的是，包括浸没在测试流体中的气密封测试可有利地在包括也用作刷握12的支承装置的模制盖子4的电动机I上进行。在下文中，为了简化，模制且包括刷握12的所述盖子4将被简称作刷握盖子4a。这样的电动机不具有通向腔室2a的开口，因为刷握盖子4a基本上容纳用于以基本上已知的方式将盖子4a连接至外部电缆19的销29。应予注意的是，在这样的电动机中，刷握盖子4a与容器3之间的密封较佳的是利用密封材料30来获得。与刷握盖子4a —起使用的密封材料30较佳的是包括粘结剂。在另一实施例中，密封材料30包括硅酮材料或聚氨酯材料。较佳的是，在完成盖子的模制时将密封材料30直接放置在盖子4a上。有利的是，在未示出的替代实施例中，通过在刷握盖子4a与杯形零件3之间插入相关的垫圈以及密封材料来将刷握盖子4a封闭在杯形零件3上。有利的是，将所述垫圈模制在刷握盖子4a上，也就是说，在第一模制步骤中获得刷握盖子4a，并在第二模制步骤中将垫圈设置在盖子上。本发明带来诸多重要的优点。特别是由于用气动装置进行的气密封测试，可有效地测试由于设置在轴上的垫圈、盖子与杯形零件之间的垫圈以及所用的特殊轴承所产生的电动机密封。所述步骤易于执行并因而相对廉价。通过在热过渡状态之后在电动机上进行的测试，可支持进一步的密封保证。可以若干方式对上述发明进行修改和作适应的改变，而不会超出如本文的权利要求书中所限定的本发明概念的保护范围。此外，本发明的所有细节可由技术上等效的元件来替代。
权利要求
1.一种电动机,包括外部壳体(2),所述外部壳体由基本上杯形的零件或容器(3)和至少一个盖子(4，4a)形成；容纳在所述壳体中的定子单元(5)和旋转单元(6)，所述旋转单元(6)包括部分地伸出所述壳体(2)的轴(7);支承装置(8)，所述支承装置在所述旋转单元(6)与所述壳体(2)之间工作，以将所述旋转单元(6)特别是所述轴(7)可转动地限制于所述壳体(2);供电装置(11)，所述供电装置用于所述定子单元(5)或所述旋转单元(6)并插入在所述壳体(2)中；密封装置(13，30)，所述密封装置设置在所述盖子(4，4a)与所述基本上杯形的零件(3)之间，所述电动机的特征在于，所述轴(7)具有至少一个凹腔(14，16)，所述凹腔用于容纳在所述轴(7)与所述支承装置(8)之间的环形垫圈(15，17)，所述壳体(2)具有用于包括轴承(9，10)的所述支承装置(8)的凹腔(9a)，所述环形垫圈(15，17)设置在所述轴(7 )与所述轴承(9，10 )之间。
2.如权利要求1所述的电动机，其特征在于，所述密封装置(13，30)包括密封材料(30)。
3.如权利要求2所述的电动机，其特征在于，所述密封材料(30)是弹性体材料或硅酮材料，所述盖子(4，4a)通过与所述供电装置(11)的一部分模制成单体来制成以形成较佳的是由塑料制成的刷握盖子(4a )。
全文摘要
本发明涉及一种电动机，包括由基本上杯形的零件或容器和至少一个盖子形成的外部壳体；容纳在壳体中的定子单元和旋转单元，旋转单元包括部分地伸出壳体的轴；支承装置，支承装置在旋转单元与壳体之间工作，以将旋转单元特别是轴可转动地限制于壳体；供电装置，供电装置用于定子单元或旋转单元并插入在壳体中；密封装置，密封装置设置在盖子与基本上杯形的零件之间，轴具有至少一个凹腔，凹腔用于容纳在轴与支承装置之间的环形垫圈，壳体具有用于包括轴承的支承装置的凹腔，环形垫圈设置在所述轴与所述轴承之间。
文档编号H02K5/16GK103001384SQ20121048429
公开日2013年3月27日 申请日期2007年5月8日 优先权日2006年5月8日
发明者A·斯帕吉艾瑞 申请人:斯佩尔汽车有限公司