专利名称：具有防电击穿的滚动轴承的电机和有这种滚动轴承的减速电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及所有类型的其转子支承在滚动轴承中的电机及其使用。滚动轴承由内环、外环、滚动体和必要时保持架組成。滚动轴承的ー个环(大多是内环)与电机转子连接，另ー个环(大多是外环)安装在电机外壳内。
背景技术：
电动机通过非对称的磁场分布形成循环电流，它在转子轴内感生低的电压。在异步电动机中，在某些工作条件下，在定子与转子之间产生电流。此外也可能在转子与定子之间产生电容放电电流，它们例如与电カ变频器工作有夫。 在任何情况下电流回路经支承转子的滚动轴承闭合。这种电流导致损坏滚动轴承，它们为了其使用寿命一般用油或油脂润滑。在这里，在内环与外环之间的电流必须流经滚动体，以及要渡过(在滚动体与一侧内环和另ー侧外环之间的)两个润滑膜。因为润滑膜构成绝缘层，所以电流不是连续的，而是存在随机发生的润滑膜击穿。在这种情况下可出现短时高安倍数的电流强度。这种击穿造成滚动轴承受损，尤其是损坏内环和外环的滚道。在滚道上形成微火口和横沟纹，它们导致振动与噪声，最終使滚动轴承失效。为防止轴承发生上述现象主要有两种途径或使滚动轴承绝缘或在内环与外环之间设置导电桥。例如在DE10037423A1或DE4100587C2中选用第一种途径，在EP892471B1
中选用第二种途径。按DE10037423A1，在外环与外壳之间是ー个绝缘环，它影响轴承环的配合以及难以装配。EP892471B1的环形金属桥分别与另ー个轴承环仅点状和在最佳情况下线状接触，因而它只能传输很低的电流强度，而不能传输高安倍数的电流强度。此外这些桥易磨损并因而不能可靠地长期工作。按EP892471B1，滚动轴承除金属桥外还含有油脂，油脂通过添加导电的固体粒子是导电的。除金属桥外还使用油脂，表明桥和油脂単独都不足以建立可靠的导电连接。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题是，用最少的费用可靠防止电机的滚动轴承电击穿，以及防止由此引起的损坏。按本发明为解决上述技术问题采取的措施是，滚动轴承用水基的液体润滑，液体的导电能力可以实现内环与外环之间的电压平衡。水基的液体除了其导电性外，对于滚动轴承的润滑有ー些理想的特性小的和与温度的关系不大的粘度、用于良好冷却的大热容量、环境相容性、以及低的成本(水的费用微不足道)。若涉及单独的电机以及在转子与外壳之间的滚动轴承分别处于封闭的腔内，则所述的腔含有水基的液体。它的液位在其最深位置超出外环的内轮廓(权利要求2)，从而润湿经过的滚动体。在理想的情况下或在静止状态，液位一直到达内环的外轮廓，但在工作时液体被滚动轴承推挤。所述的腔至少ー侧被密封圈封闭。若电机是减速电机(Getriebemotor)的组成部分，其中电动机外壳与减速器(Getriebe)外壳互相连接，以及电动机的转子轴或一个与之连接的部分伸入减速器中并支承在两个外壳之ー内，则得到一种特别有利的实施形式。按这种实施形式，減速器用ー种水基润滑剂工作(权利要求11)。在这里，水基润滑剂也到达安装在两个外壳之ー内的滚动轴承。特别是还考虑到在減速器内旋转的齿轮的啮合区，含水的润滑剂含有金属固体润滑剂的弥散粒子(权利要求3)，优选地含有O. 1%至20%范围内的石墨(权利要求4)，这取决于轴承或減速器的尺寸及其公差，以及固体-润滑剂的粒子大小。在某些结构条件下优 选，減少固体润滑剂的份额(权利要求5)，在极端情况下，由此降低的导电性可通过增大电离剂(例如胺或弱酸)的添加量补偿。这种固体-润滑剂通过齿轮的搅拌作用保持弥散化。但因为轴承自然地在外壳内齿轮旁的一个比较静的腔内，所以弥散的固体润滑剂较少到达滚动轴承。这对于滚动轴承的使用寿命是有利的。按权利要求6至10的本发明的扩展设计，润滑液可含有其他不同的混合物当固体润滑剂的导电性不够时，含有电离剂(优选地胺或弱酸)，以提高含水液体的导电性 ’为了保护和还能补偿或加强可能的电离效果，含有防腐剂(优选地硼酸化合物和/或ニこ醇胺和/或磷酸酷)；在户外工作时，含防冻剂(优选こニ醇)；为了改善润湿性，含有表面活性剂(优选こ炔こニ醇，它还改善防腐性)；以及最后，为防止离析，含弥散剤。
图I表示按本发明的电机的轴承。图2表示按本发明的减速电机。
具体实施例方式图I中从电机的外壳I只能看到其包含用于转子轴2的滚动轴承3的部分。滚动轴承3由配合在外壳的孔7内的外环4、压紧在轴子轴2上的内环5和滚动体6组成。滚动轴承3本身处于ー个腔8内，它ー侧以轴承盖9为界，以及另ー侧以密封圈10为界。在腔8内作为润滑剂是ー种有液位13的水基的液体。液位13正好略高于外环4内壁的最深位置17。水基的液体12是导电的，它在最深的位置润湿外环内表面，并因而也润湿经过的滚动体，因此滚动体全都被润湿并建立与内环的导电连接。液位也可以更高，此时液体被经过的滚动体推挤。因此，在外壳I与转子轴2之间可以流过很大的电流，因为在内环与外环之间关键性的传输通过大部分滚动体6同时进行。图2中相同的部分具有与图I中同样的附图标记。但在这里电机I与減速器20连接。减速器20的外壳21通过法兰22与电机外壳I的含有滚动轴承3的部分密封连接。减速器外壳(没有详细表示)含有带齿轮26、27的前置轴25和带齿轮29的输出轴28。电机的转子轴2用作输入轴。它在图中可看到的端部支承在滚动轴承3中，从滚动轴承3伸出并终止在悬伸地安置的小齿轮30内。滚动轴承3通过密封圈10与电机内部隔离，但朝减速器20内腔31的方向开放。
减速器20具有润滑剂池32，它由水基的液体构成。液位33在这里正好如此高，亦即齿轮26浸入以及将液体抛掷到腔31内。但在本发明的框架内同样可以规定加压循环润滑。液体肯定也到达滚动轴承3内，虽然它并没有处于齿轮26的抛掷区内。水基的液体建立转子2与外壳I之间的导电连接，在法兰21不同设置时也可以是与減速器外壳21之间的导电连接。水基的液体含有固体润滑剂。这种固体润滑剂可以是锡或适用的钥化合物。在本例中它是絮状石墨，其粒度小于20微米，混合比在O. 1%至20%的重量百分比之间，在某些条件下(见上文)最好小于10%，小于5%更好。水基的液体无论对于按图I的使用还是对于按图2的使用都还可以包含其他添加物。作为防腐剂可考虑铝、锌或钙的硼酸衍生物或碳酸盐。为了在户外使用，添加一种已知的防冻剂。こ炔衍生物可用作表面活性剤。
总之，通过在滚动轴承中的大面积导电接触，排除了那种由于击穿或高电流强度使滚动轴承损坏的危险。当在减速电机中使用时还带来这样的优点，亦即减速器也用含水的液体共同润滑，从而有高热容量、稳定的粘度、低成本和环境相容性等优点。
权利要求
1.ー种具有滚动轴承(3)的电机，滚动轴承由内环(5)、外环(4)和滚动体(6)组成，其特 征为滚动轴承用水基的液体(12)润滑，液体的导电能力可以实现内环(5)与外环(4)之间的电压平衡。
2.按照权利要求I所述的电机，其中，滚动轴承(3)的内环(5)安装在电机的转子轴(2)上，它的外环(4)配合在外壳(I)内，以及滚动轴承(3)本身处于封闭腔(8)内，其特征为，所述的腔(8)含有水基的液体(12)，以及，它的液位(13)在其最深位置(14)超出外环(4)的内轮廓。
3.按照权利要求I或2所述的电机，其特征为，水基的液体(12)含有金属固体润滑剤。
4.按照权利要求I或2所述的电机，其特征为，固体润滑剂是石墨，它与水基液体(12)的重量比为O. 1%至20%。
5.按照权利要求4所述的电机，其特征为，固体润滑剂与水基液体的重量比为小于10%，优选地小于5%。
6.按照权利要求I或2所述的电机，其特征为，水基的液体(12)含有电离剂。
7.按照权利要求I或2所述的电机，其特征为，水基的液体(12)含有防腐剤。
8.按照权利要求I或2所述的电机，其特征为，水基的液体(12)含有防冻剂。
9.按照权利要求I所述的电机，其特征为，水基的液体(12)含有表面活性剤。
10.按照权利要求I所述的电机，其特征为，水基的液体(12)含有弥散剤。
11.ー种减速电机，由电动机和減速器(20)组成，其中，电动机的外壳(I)与減速器(20)的外壳(21)互相连接，以及电动机的转子轴(2)或一个与之连接的部分伸入所述减速器(20)中并支承在所述两个外壳(1、21)之一内，其特征为減速器(20)含有以按照权利要求3至10中任一项或多项所述的水基润滑剤。
全文摘要
在具有滚动轴承(3)的电机中，应防止这种滚动轴承电击穿，滚动轴承的内环(5)安装在电机转子轴(2)上，它的外环(4)配合在外壳(1)内，以及滚动轴承本身处于封闭腔(8)内。为了防止这种滚动轴承电击穿，所述腔(8)含有水基的液体，它的液位(13)在其最深位置(14)超出外环(4)的内轮廓。因此内环(5)与外环(4)导电连接，以及可以无阻碍和无击穿地实现电机转子与外壳(1)之间的电压平衡。在作为减速电机使用时，减速器的润滑剂也是水基的液体。
文档编号F16N15/04GK102725546SQ201080045579
公开日2012年10月10日 申请日期2010年8月10日 优先权日2009年8月10日
发明者F.坦格尔, F.迈尔 申请人:马格纳斯泰尔汽车技术两合公司