旋转发电机的制作方法

本发明涉及旋转发电机，更确切地说，涉及具有静止部分(定子)和旋转部分(转子)的旋转发电机。

背景技术：

旋转发电机在本领域中是众所周知的，并且大致包括静止部件(定子)和旋转部件(转子)。以简化的方式，定子包括堆叠和压制的多个板以形成称为定子铁心的块或组件。这些板通常称为定子叶片。

在一些发电机结构中，发电机的盖附接到机器的有源铁芯上。这种结构需要仔细观察盖和定子之间的同轴度，以便在合适的公差阈值内进行组装。

当通过注射工艺制造盖时，与这种同轴度需求相关的困难会更加明显。由于这种制造工艺难以实现尺寸精度，因此必须在注射后加工盖。加工会确保尺寸在适于实现所需同轴度的公差范围内。

图1和图2示出了现有技术中已知的发电机。发电机1的关闭由两个盖2和3执行，每个盖都位于机器的相应端部处。

盖放置在定子块的端部上并通过杆4闭合在一起。杆4(其附接点5在图2中示意性地示出)在被拧紧时，在图2的箭头所示的方向上将两个盖彼此压靠。

如图所示出，盖2和3中的每一个都配置有外环6和7，该外环的内表面接触定子的外径并将其包围。

因此，从现有技术中已知的这种闭合系统需要精确地观察每个零件的测量值以及仔细的组装过程，从而避免机器零件在组装过程中的同轴度误差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供具有闭合系统的旋转发电机，该闭合系统降低了盖和其它机器零件在组装过程中的同轴度误差的风险。

本发明的另一目的在于提供具有闭合系统的旋转发电机，该闭合系统确保盖和定子之间的同轴度。

本发明的目的在于提供具有闭合系统的旋转发电机，该闭合系统减小了机器的气隙，提高了机器的效率并减少了活性材料。气隙限定了转子的外径和定子的内径之间的间隙。

本发明的另一目的在于提供具有闭合系统的旋转发电机，其中，盖基于定子的内径对齐。

本发明的另一个目的在于提供发电机，其中，端盖通过单个连接装置附接。

本发明涉及旋转发电机，该旋转发电机具有由定子、转子和轴形成的有源铁芯，该定子具有用于收纳转子的中心孔，该中心孔限定定子的内表面，该发电机包括第一和第二端盖。

第一端盖具有构造成抵靠定子的内表面接合的圆形壁以及构造成收纳第一轴承的轴承接收部分。带有第一轴承的第一盖安装在轴上，使得第一轴承与第一盖和轴接触。圆形壁可以是内圆形壁。

第二端盖具有圆形壁，圆形壁构造成抵靠定子的内表面接合；第二端盖具有轴承接收部分，轴承接收部分构造成收纳第二轴承，第二轴承与第二盖和轴接触。

这种结构(具有与定子的内表面(内径)接合的端盖)允许极其紧凑的构造，从而减少当端盖在定子的外径上闭合时通常存在的误差。通过实现更好的同轴度，本发明的结构允许减小定子和转子之间的气隙，从而提供更高效的机器。

这种结构还允许简化机器的闭合(即，关闭端盖)，因为一旦张紧在一起，盖可以通过保持元件或通过轴承和轴之间的过盈配合保持在该关闭位置。

在本发明的一个实施例中，轴具有螺纹部分，螺母在螺纹部分上的紧固使得第一盖和第二盖朝向彼此张紧，螺母用作保持元件，以在机器的操作期间将第一和第二盖保持在关闭状态。

在本发明的另一实施例中，第一盖和第二盖通过压力朝向彼此张紧，锁紧垫圈在机器的操作期间将第一和第二盖保持在关闭状态。

在本发明的另一实施例中，压缩弹簧在一端处支撑第二轴承并且另一端被附接至轴的垫圈锚定。

在本发明的另一实施例中，第一盖和第二盖通过压力朝向彼此张紧，并且在机器的操作期间轴承和轴之间的过盈配合使得第一盖和第二盖保持在闭合状态。

当然，本发明的机器可以通过任何其他闭合系统闭合，该闭合系统将盖张紧在一起并在机器操作期间保持组件闭合。

第一端盖可具有外支脚，其自由端构造成接触定子的端面。

较佳地，第一盖的内壁的边缘包括阶式部分，该阶式部分邻接定子内表面的第一端缘；并且其中，第二盖的圆形壁的边缘包括阶式部分，该阶式部分邻接定子内表面的第二端缘。

转子可包括靠近定子内表面的端缘的凹陷部分，以便允许阶式部分与定子的内表面的端缘接合。

第一端盖可包括八个用于收纳止动螺钉的通孔。

附图说明

下面将参考附图更详细地描述本发明，其中：

图1是现有技术中已知的发电机的立体图；

图2是图1的机器的侧视图，没有风扇连接到其端部；

图3是根据本发明的一个实施例的发电机的前立体图；

图4是根据本发明的一个实施例的发电机的后立体图；

图5是根据本发明的一个实施例的发电机的横截面立体图；

图6是根据本发明的一个实施例的发电机的横截面视图；

图7是根据本发明的一个实施例的发电机的第一盖的前立体图；

图8是根据本发明的一个实施例的发电机的第一盖的后立体图；

图9是根据本发明的一个实施例的发电机的第二盖的前立体图；

图10是根据本发明的一个实施例的发电机的第二盖的后立体图；

图11是根据本发明的一个实施例的发电机的分解示意图；

图12是根据本发明的一个实施例的发电机的后部的详细分解示意图；

图13是根据本发明的一个实施例的发电机的后部的详细横截面图；

图14是根据本发明的第二实施例的发电机的后部的详细分解示意图；

图15是根据本发明的第二实施例的发电机的后部的详细横截面图；

图16是根据本发明的第二实施例的发电机的后立体图；

图17是根据本发明的第三实施例的发电机的后部的详细分解示意图；

图18是根据本发明的第三实施例的发电机的后部的详细横截面图；

图19是根据本发明的第三实施例的发电机的后立体图；

图20是示出现有技术的机器中的装配误差的示意性分解图；以及

图21是示出根据本发明的机器中的装配误差的示意性分解图。

具体实施方式

下面将基于图3至图13中描述的第一示例性实施例来描述本发明。

图3示出了发电机10(例如电机)，其具有由定子11、转子12和轴13形成的有源铁芯(activecore)。发电机配有两个盖14和15。这种有源铁芯的详细结构是本领域技术人员已知的，在此不再详述。

以简化的方式，定子包括堆叠和压制的多个板以形成称为定子铁心的块或组件。定子铁心具有用于收纳转子的中心孔，由此中心孔限定定子11的内表面11a，并且最外板的外表面限定定子的端面11b。定子的内表面11a具有第一端缘11c和第二端缘11d。应注意，如本文所用，定子的内表面对应于定子的内径。

盖14和15构造成通过滚珠轴承安装在轴13上。因此，两个盖都具有用于滚珠轴承的接收部分或毂，使得滚珠轴承16和17与盖的接收部分和轴接触。当然，尽管附图示出了滚珠轴承，但是在不脱离本发明的精神的情况下，同样可以使用其他类型的轴承。

如图7和图8中更好地示出的，在本发明的优选实施例中，第一盖14具有内圆形壁14a，其构造成抵靠定子11的内表面11a接合。如图5和图6中更好地示出的，内壁14a的边缘包括阶式部分14b，该阶式部分邻接定子内表面11a的第一端缘11c。如图8所示出，内壁14a还可包凹陷14f，用于促进组装并避免盖旋转。

第一盖14还包括外支脚14c，其自由端构造成接触定子的端面11b。如图3中更好地所示，外支脚倚靠在定子端面11b上，但不接合也不包围定子。

第一盖14还包括轴承接收部分14d和通孔14e，该轴承接收部分构造成收纳滚珠轴承16，该通孔用于收纳附接销或螺钉18。

在本发明的优选实施例中，第一盖具有四个外支脚14c和八个通孔14e。尽管附图示出了具有四个外支脚的第一盖14，但是本领域技术人员将认识到可以使用不同数量的支脚。

止动螺钉18用于将发电机附接到另一机器或表面。因此，用于附接的螺钉18的数量将取决于与发电机10相附接的机器或表面的设计。第一盖14具有八个通孔14e的事实提供了附接的灵活性，因为可以根据附接方案的设计使用或不使用孔。

当然，孔和止动螺钉的数量可以多于或少于八个，这取决于发电机的设计和它所使用的附接系统。实际上，盖可以没有止动螺钉，而用作独立的发电机或包括其他类型的附接系统。

如图9和图10中更好地示出的，在本发明的优选实施例中，第二盖15具有圆形壁15a，其构造成抵靠定子11的内表面11a接合。如图5和图6中更好地说明，圆形壁15a的边缘包括阶式部分15b，该阶式部分邻接定子内壁11a的第二端缘11d。如图10所示出，内壁15a还可包括凹陷15d，用于节省原料并减少盖的重量。

第二盖15还包括轴承接收部分15c，其构造成收纳滚珠轴承17。

应当注意，在本发明的优选实施例中，转子12包括靠近定子11的内表面11a的端缘11c、11d的凹陷部分，以便允许阶式部分14b和15b与端缘11c、11d接合。然而，在本发明的替代实施例中，凹陷部分可以设置在定子的内表面中，其中阶式部分接合定子的内表面的凹陷部分的边缘。

本领域技术人员将认识到，可以使用两个相同的盖(例如两个“第二”盖15)来执行发电机的闭合。实际上，为了实现本发明提出的闭合系统，所使用的每个盖仅需要具有构造成抵靠定子的内表面接合的圆形壁、以及构造成收纳轴承的轴承接收部分以将盖安装在机器轴上。

下面将参考图11的示意图说明根据本发明的一个实施例的发电机的闭合。

首先，将止动螺钉18插入第一盖14的通孔14e中。然后，将第一轴承16安装在第一盖的轴承接收部分14d中。

将垫圈19放置在转子轴13中，然后将带有轴承16的第一盖14安装在转子轴13上。应注意，轴承16与盖14和轴13都接触。在安装盖之后，将弹性环20放置在轴中。弹性环20用作止动元件，以防止盖14沿与有源铁芯相反的方向滑动。

将带有轴承16的第一盖14安装在转子轴13中，然后组装的第一盖/轴承和轴插入定子11的内表面11a中，使得内壁14a的阶式部分14b与定子的内表面11a的端缘11c接合，且第一盖的外支脚14c紧靠定子11的前面/端面11b。

然后将第二轴承17安装在第二盖的轴承接收部分15c中，并且将带有轴承17的第二盖15安装到轴13上，其中圆形壁15a接合定子11的内表面11a。应注意，轴承17与盖15和轴13都接触。

为了闭合发电机，将六角螺母22螺纹连接到轴13的螺纹部分上，使第二盖15倚靠组件张紧。如图11至图13所示出，垫圈21可与螺母22一起使用。

当螺母22螺纹连接时，轴线稍微移动，并且弹性环20迫使第一轴承和第一端盖14抵靠定子。

因此，螺母的螺纹连接将第一和第二盖朝向彼此张紧，并且紧固的螺母在机器的操作期间保持组件闭合。

如果需要，可以将风扇23附接到轴上。风扇23的功能对于本领域技术人员而言是已知的，在此不再描述。

因此，利用本发明的发电机，通过在将盖与定子的内径对齐之后紧固单个六角螺母22可以实现闭合。

由于盖与定子的内径对齐，这种结构确保了组装零件之间的同轴度，从而产生各种益处，例如可以减小气隙。

在本发明的第二实施例中，如图14至图16所示，第一盖和第二盖通过压力彼此张紧。一旦第一和第二盖处于关闭状态，就可以使用附接到轴上的锁紧垫圈24在机器操作期间将第一和第二盖保持在关闭状态。平面垫圈25也可用于补偿轴承盖的较小直径。当然，这个额外的平面垫圈并非绝对需要。

在本发明的第三实施例中，如图17至图19所示，一旦第一和第二盖处于闭合状态，则压缩弹簧26在一端处支撑后部轴承17并且另一端被附接至轴13的垫圈27“锚定”。弹簧26在轴承17和垫圈27之间的压缩确保组件在轴承上的预载，这继而在后盖上施加产生的力，保证零件的组装和机器的闭合。

在本发明的另一实施例中，第一盖和第二盖通过压力彼此张紧。当第一和第二盖彼此相向挤压时，在第一和第二轴承与轴之间形成过盈配合。因此，在机器操作期间轴承和轴之间的过盈配合使得第一和第二盖保持在闭合状态。

图20和图21示出了当将现有技术的机器(图20)与本发明的机器(图21)进行比较时同轴度和平行度误差的减小。

因此，以下误差得以减少：

a：轴承座直径与前盖中定子的装配直径之间的同轴度偏差；

b和c：轴中轴承座直径与转子外径之间的同轴度偏差；

d：轴承座直径与后盖中定子的装配直径之间的同轴度偏差；

e：定子面之间的平行度误差。

间隙：定子内径相对于转子外径之间的间隙(也称为气隙)；以及

fr1r1和2—轴承的内径向间隙。

初看下来减小似乎很小，因为没有考虑本发明中盘绕定子(b和c)的内径和外径之间的同轴度误差。但是这个误差，以及定子面之间平行度误差的减少，大大减少了气隙的变化。

通过改变盖来接合定子的内径，平行度误差降低24％。

在这方面，盖中的轴承座的直径与定子中的盖配件的直径之间的接近度也起到促进作用。

另外，本发明允许在无需分离机器的零件的情况下对轴承进行使用。

已经描述了本发明的发电机闭合系统的优选实施例的示例，但应当理解，本发明的范围包括所描述的发明构思的其他可能的变型，仅由所附权利要求的措辞限制，包括可能的等同物在内。