电机、适配元件以及包括具有适配器的电机的组合部件系统的制作方法

本发明涉及按照本发明的类型所述的电机以及适配元件和组合部件系统，组合部件系统包括具有不同的适配元件的这种电机。

背景技术：

由de102014206536a1公开了一种电机，其例如在机动车中用作马达舱调节器。在此，定子被布置在极罩中，极罩用作用于定子极的磁轭。转子用其转子轴同样支承在极罩中，其中，例如第一轴承被布置在极罩的敞口侧上的轴承盖中且第二轴承被布置在极罩的底面上的轴向的突出部中。转子轴用一个自由的端部通过所述轴承在极罩的底面上伸出，其中，其上构造有一个用于驱动用户特定的驱动装置的从动元件，例如电子的联接器。从动元件在此直接作为二面体成型在转子轴的端部处，如在图1中所示那样。现在应当用这种电机操纵另一个用户特定的驱动装置，在该驱动装置中，例如需要蜗杆作为电机的从动元件，因而到目前为止都是将完全不同的转子轴安装在电机中，该转子轴例如按照图2以长很多的超出部分从所述极罩伸出。然后例如构造成单独的构件的蜗杆可以推接到转子轴的这个长的平滑的超出部分上。因为在这些实施方案中转子轴的材料以及它的加工和硬度都不同，所以对这些电机中的每一个来说都需要繁琐的试验和认可过程。因为例如在将蜗杆压到转子轴上时需要很高的轴向的力，所以转子轴在此必须被支撑在对置的端部上，因而电机的壳体才可以在安装从动元件之后变完整。现在本发明所要解决的问题是，为不同的用户特定的应用统一电机的制造以及实现与各用户特定的驱动接口的尽可能成本低廉的匹配。

技术实现要素：

为了解决上述问题，按本发明的电机始终具有统一的相同的转子轴，转子轴在其从极壳体伸出的自由的端部处具有已被限定的马达从动接口。现在可以将不同的适配元件套装在这种统一的马达从动接口上，适配元件满足对用户特定的驱动接口的形状和材料特性的不同的要求。由此建立了一种按本发明的组合部件系统，在该组合部件系统中可以大批量制造具有统一的转子轴的大量相同的电机，其中，仅较小的适配元件必须与特定的用户意愿相匹配。在此，带有从极罩伸出的已被限定的马达从动接口的转子轴可以始终已经完全在电机的壳体内部完成安装，因而必须在电机完全组装之后才作出针对特殊的用户特定的驱动接口的决定。

通过在优选实施例和其它实施例中实施的措施得出了在本发明中给出的特征的有利的扩展设计和改良。已被限定的马达从动接口可以特别简单地构造成具有相同的直径和平滑的柱筒形的表面的转子轴的轴向的延续部分。在这种实施方案中，不需要附加的工作步骤用于马达从动接口且可以完全正常地随转子的制造一起被构造。因此带有马达从动接口的转子轴例如也在统一的硬化过程中制造。用于转子轴的轴承例如安装在极罩的底部处的轴向的突出部中，因而所述轴端穿过轴承从极罩底部处的轴向的突出部伸出。转子轴的超出部分高度在此约是转子轴的直径的1.5倍。典型的按本发明的轴直径在此为6至10mm，优选约8mm。

在已被限定的马达从动接口的一种备选的实施方案中，在从极壳体伸出的轴端处构造有一个已被限定的径向的齿部。通过构造与有待接合到轴端上的适配元件的这种径向的形状配合，可以将更高的扭矩从电机传递给用户特定的驱动装置。在此，在一种优选的实施方案中，径向的外齿部的外直径不大于其余的转子轴的外直径。这种外齿部可以特别有利地通过转子轴的材料的塑性变形来制造，例如通过将滚压盘径向压靠到转子轴的表面。

特别有利的是，在从极壳体伸出的轴端处成型有径向的凹口，（套装）工具可以在径向嵌接到该凹口中，适配元件可以借助该工具沿轴向推接到马达从动接口上。由此可以在压紧适配元件时使轴向的力通过径向的凹口得到支撑，从而不会对转子轴在极壳体内的支承造成不良影响。凹口可以特别有利地制造成环绕的槽，该槽在轴向尽可能靠近极罩布置。这种径向的凹口可以与马达从动接口的不同的几何形状相结合。

现在，按本发明的适配元件在一侧上始终具有已被限定的马达接口，用该马达接口可以将不同的适配元件套装到分别相同的电机处的已被限定的统一的马达从动接口上。不同的适配元件在另一侧上具有不同的用户特定的驱动接口，用这些驱动接口可以将电机的驱动矩传递到各个用户驱动装置上。这些用户特定的驱动接口可以根据要求的不同以最为不同的几何形状和材料规格被设计。

在适配元件的一种优选的实施方案中，这些适配元件具有马达侧的套筒状的轴向的区域作为已被限定的马达接口，该区域能推接到所述马达从动接口上。这个套筒状的区域具有比已被限定的马达从动接口更大的外直径且与这个马达从动接口形成了形状配合和/或传力配合。在背对马达的轴向的侧部上，适配元件具有用户特定的驱动接口，该驱动接口然后嵌入到用户驱动装置中。

基于更大的外直径，适配器的插接套筒可以被这样稳定地制造，使得在相对较短的马达接口上也可以传递很大的扭矩。在一种优选的实施方案中，用户特定的驱动接口在轴向与马达接口相邻布置，而不会在轴向重叠。由此可以传递更高的扭矩且用户特定的驱动接口的形状和直径可以完全独立于马达接口来构造。

为了传递更小的扭矩，马达接口可以极为简单地制造成带有平滑的内壁的柱筒形的留空部，该留空部可以压紧到马达从动接口的对应的柱筒形的轴端上。在适配元件的这种实施方案中，用户特定的从动接口的轴向的区域也可以与马达接口的轴向的区域重叠，或仅部分或特别是完全重叠。

在适配元件的一种备选的实施方案中，为了更大的扭矩，马达接口在面朝所述电机的轴向的侧部处具有内齿部，该内齿部在推接到对应的马达从动接口上时形成了相应的径向的形状配合。通过在适配元件的内齿部和轴端的外齿部之间形成形状配合，可以有利地减小适配元件的轴向的压紧力，由此在必要时可以取消在轴端上构造径向的凹口。

通过使用按本方面的适配元件，用户特定的驱动接口可以与马达接口至马达从动接口上的连接部无关地完全自由地成型。因此用户特定的驱动接口例如被构造成螺纹蜗杆，其优选在轴向完全与适配元件的马达接口重叠。作为备选方案，所述驱动接口能够构造成二边形、三角形、四边形或多边形，其可以构造成外多边形或内多边形。作为另一可能性，用户特定的驱动接口具有平滑的柱筒表面，该柱筒表面优选在轴向布置在适配元件的马达接口旁。

适配元件的其它的实施形式具有外齿部或内齿部作为用户特定的驱动接口，外齿部或内齿部的直径与电机的马达从动接口的外直径无关。

在此，用户特定的驱动接口的外齿部或内齿部的齿形可以与有待传递的扭矩和/或用户驱动装置的具体的几何形状相匹配。驱动接口的齿部可以例如构造成矩形、三角形或被倒圆。

在按本发明的组合部件系统中，用于所有的经计划的应用的电机可以与相同的马达从动接口始终完全相同地制造。由此不需要由于用户意愿的改变而改变电机制造。因此电机也可以被储备式生产，电机然后应当与哪一种具体的用户驱动装置无关地被使用。与不同的用户驱动装置的连接然后可以通过不同的适配元件实现，所述适配元件在马达侧始终具有相同的马达接口，该马达接口与电机的相应的马达从动接口对应。另一方面，用户特定的驱动接口可以分别与用户使用相匹配，其中，可以较为成本低廉地制造不同的适配元件。

在这种组合部件系统中，不同的适配元件可以完全独立地在完整制造电机之后接合，特别是压紧到其马达从动接口上。电机在此可以例如在轴向与用户驱动装置连接。

为此例如在极罩上构造有一个固定法兰，该固定法兰借助连接元件，例如螺钉，被在轴向相对于用户驱动装置夹紧。通过按本发明的组合部件，电机的转子轴可以完全针对电动马达的要求加以优化，例如，转子轴包括其马达从动接口在内都统一在其整个长度上都被硬化。为此这个转子轴可以例如由c60钢制造。反之，用户特定的驱动接口则可以由不同的材料制成，所述材料为了扭矩到用户驱动装置的传递而被优化。例如适配元件的驱动接口或优选整个适配元件，都可以由烧结材料或黄铜或未经硬化的钢制成。

为了电机到用户驱动装置上的连接，极罩的轴向的突出部可以特别有利地在轴向嵌入到用户接口的相应的轴向的容纳部中，其中，用于转子轴的轴承被布置在所述突出部中。为了将适配元件向外密封，可以例如在极罩处布置径向密封装置或轴向密封装置。由此在极壳体相对于用户驱动装置轴向夹紧时，将马达驱动接口和用户特定的驱动接口都防潮和防污地密封。

附图说明

本发明的其它的特征由其它的实施例、说明书和附图得出，附图中示出了本发明的不同的实施例。图示：

图1和图2是按现有技术的不同的从动元件；

图3和图4是按本发明的电机的第一个实施例；

图5至图7是按照图4的用于马达从动接口的不同的按本发明的适配元件；

图8是按本发明的电机的另一个实施例；以及

图9至11是用于和按图8的电机结合的另外的按本发明的适配元件。

具体实施方式

图1示出了按现有技术的电机10，在该电机中，转子轴14从极罩18的底部16伸出。在此，在转子轴14的轴向的端部20处构造有从动元件22，该从动元件将电机10的扭矩传递给未示出的用户驱动装置。从动元件22在此被构造成所谓的二面体23，二面体可以嵌接在用户驱动装置的对应的容纳部中。

若电机10应当用于另一个用户驱动装置，那么这个电机必须具有相应地匹配的从动元件22。因此在图2中例如示出了按现有技术的另一个电机10，在该现有技术中，从动元件22被构造成蜗杆24。因为蜗杆24不可以接合到按图1的转子轴14上，所以图2中的电机10具有不同于图1的转子轴14，该转子轴用大得多的轴向的超出部分26从极罩18伸出。现在蜗杆24可以推接到这种转子轴14上，以便嵌接到在另一个用户驱动装置的相应的蜗轮中。

为了避免为每一个用户特定的驱动装置制造带不同的从动元件22的不同的电机10，在图3中示出了带有已被限定的马达从动接口12的按本发明的电机。在此，按本发明的思想在于，可以为所有的电机10使用相同的转子轴14，这种转子轴被完全支承在电机10的壳体28中。在此，第一轴承30，例如滚动轴承，被安装在轴向的突出部32中，该突出部成型在极罩18的底部16处。极罩18优选借助深冲方法制造，因而轴向的突出部32作为用于第一轴承30的轴承容纳部与极罩18的底部16和周壁17一体地构造。其上布置有未示出的转子板叠的转子轴14，在极罩18的敞口的侧部上借助第二轴承被支承在未示出的轴承盖中。转子板叠例如由单个板叠片形成，这些板叠片容纳永磁体，永磁体与极罩18的定子协同作用。定子例如具有单个的电的线圈，它们优选可以被电子地换向。在这种电子地换向的ec马达11中，在极罩18的敞口的端部处布置着一个插接壳29，定子线圈通过该插接壳被电接触。用于检测转动位置的传感器装置和/或其它用于触发ec马达11的电子部件可选也可以布置在这个插接壳29中。

插接壳29在这个实施例中被布置在另一个壳部件27内，该壳部件被固定在极罩18的法兰19处。这个壳部件27例如由金属制成且固定地与极罩18的法兰19焊接，因而在完成电机10的安装之后，在壳体28内部的转子轴14不再能够被接近。已被限定的马达从动接口12成型在转子轴14的轴端15上，轴端在轴向从极罩18伸出。马达从动接口12具有径向的外齿部34，该外齿部例如延伸通过轴端15的轴向的长度25的主要部分。在实施例中，所述径向的外齿部34的外直径35不大于在其余的转子轴14的区域中的外直径36。所述径向的外齿部34可以例如通过塑性的材料变形，特别是借助滚压处理，直接成型到轴端15上。转子轴14的材料在此针对电机10的特性作了优化，因为马达从动接口12不是直接嵌接到所述用户驱动装置中。在此，在极罩18处构造有固定法兰48，该固定法兰具有用于用户特定的驱动应用的连接件的容纳部49。因此电机10可以例如借助螺钉在轴向被法兰连接到驱动应用上，由此能调整轴向的按压力。

在图4中示出了，按本发明的适配元件50在轴向如何沿着轴向51接合到转子轴14的马达从动接口12上。为此，适配元件50具有马达接口52，该马达接口在这个示例中具有与外齿部34对应的内齿部56。马达接口52在此构造在适配元件50的马达侧的轴向的第一区域58中，该第一区域作为插接套筒60被沿着轴向51套装在马达从动接口12上。插接套筒60在此具有比径向的外齿部34的外直径35更大的外直径62。因此插接套筒60的径向的壁厚可以构造得足够厚，以便将扭矩也在比较短的轴向的第一区域58中传递到适配元件50上。插接套筒60在此例如具有柱筒围面64的平滑的外表面。内齿部56成型在轴向的留空部57的径向的壁上，该轴向的留空部形成了插接套筒60的内部的空腔。作为用户特定的驱动接口54，适配元件50在按图4的实施方案中具有外齿部70。外齿部70的外直径71在此例如小于插接套筒60的外直径62。外齿部70具有矩形的齿72，这些齿可以嵌接到用户驱动装置的对应的内齿部中。用户特定的驱动接口54在此被布置在适配元件50的轴向的第二区域59中，该第二区域背对电机10。适配元件50的轴向的第二区域59用其外齿部70例如构造成在转子轴14的轴向的延长部分中的实心轴。按照图4和图5至7的按本发明的适配元件50具有各一个马达接口52，其被构造在轴向的第一区域58中。在此，轴向的第二区域59与轴向的第一区域58在轴向相邻布置，轴向的第二区域具有相应的用户特定的驱动接口54。由此在这个实施方案中将适配元件50的用户特定的从动接口54布置成与转子轴14的轴向的端部20轴向相邻。

图4至7的四个适配元件例如和按图3或图4的电机10一起构成按本发明的组合部件系统。在此，马达接口52分别相同地构造且因此全部与电机10的已被限定的马达从动接口12相匹配。在适配元件50的左边的、马达侧的区域58上分别构造有带有内齿部56的插接套筒60。在适配元件50的背对电机10的侧部上，在第二轴向的区域59处构造有用户特定的从动接口54。

在图5中，用户特定的从动接口54构造成另外的外齿部74，该外齿部具有比插接套筒60的外直径62更大的外直径75。该另外的外齿部74例如具有近似三角形的齿形76用于嵌接到用户驱动装置中。

在图6中，用户特定的驱动接口54被构造成内齿部78，其中，用户特定的驱动接口54的外直径79大于插接套筒60的外直径62。内齿部78在此例如具有矩形的齿隙80或矩形的齿，用户驱动装置的对应的外齿部能够嵌接到该齿隙中。

在图7中，用户特定的驱动接口54被构造成带有平滑的周面的柱筒82，该柱筒的外直径83例如小于插接套筒60的外直径62。这种构造成平滑的轴端84的用户特定的驱动接口54，可以例如被压入到用户驱动装置的相应的孔部中。

在图8中示出了按本发明的电机10的另一个实施方案，在该实施方案中，作为马达从动接口12，轴端15作为径向的表面具有平滑的柱筒围面40。这个柱筒围面40优选具有和转子轴14的外直径36相同的外直径41。轴端15的长度13约是转子轴14的外直径36的1.5倍（优选在按图3的实施方案中也是这样）。在这个实施方案中，在朝着电机10的一侧上成型有径向的凹口44，该凹口优选被构造成环绕的环形槽45。这个径向的凹口44适用于未示出的推接工具的嵌接，用该推接工具能将适配元件50沿着轴向51推接到轴端15上。通过推接工具到径向的凹口44中的嵌接，可以在压紧适配元件50时将轴向的安装力拦截在该径向的凹口44中，因而不会损害转子轴14在电机10的壳体28中的支承。电机10的这个马达从动接口12的柱筒围面40的平滑的表面和例如在图9至图11中示出的适配元件50一起形成了按本发明的组合部件系统的另一个实施例。与按图3的马达从动接口12相反的是，平滑的柱筒表面40不形成与按图9至11的适配元件50的马达接口52的形状配合。因此这些适配元件50都必须被传力配合地压紧到轴端15的平滑的柱筒围面40上，所述适配元件全部具有带有平滑的内侧的孔部88作为马达接口52。

在按图9的适配元件50的实施例中，用户特定的驱动接口54又被构造成另一个外齿部74。但与按图5的适配元件50的构造不同的是，在此，带有马达接口52的轴向的第一区域58和带有用户特定的驱动接口54的轴向的第二区域59尤其完全构造成在轴向重叠。这意味着，在按图9的这个实施方案中，用户特定的从动接口54也在轴向与电机10的轴端15重叠。另一个外齿部74又具有近似三角形的齿形76或渐开线齿部。

作为适配元件50的另一个实施方式，在图10中，用户特定的从动接口54被构造成螺纹蜗杆90。在螺纹蜗杆90内部布置着孔部88作为马达接口52，螺纹蜗杆90用该孔部压紧到轴端15的柱筒围面40上。孔部88可以延伸经过螺纹蜗杆90的总的轴向的长度或备选地延伸经过螺纹蜗杆90的一部分长度。在这个实施方案中，马达接口52的轴向的第一区域58也与用户特定的驱动接口54的轴向的第二区域59重叠。

按图11的按本发明的适配元件50又具有平滑的孔部88作为马达接口52，用该孔部能将适配元件50压紧到电机10的平滑的柱筒形的马达从动接口12、40上。插接套筒60的外直径62又大于柱筒围面40的外直径41。在插接套筒60的轴向的延长部分上，构造有所谓的二面体92以作为用户特定的驱动接口54，该二面体形成了与用户驱动装置的形状配合。在此，二面体92的最大的直径93又小于插接套筒60的外直径62。在这个按本发明的适配元件50中在插接套筒60和二面体92之间布置着有中间件94，该中间件将二面体92与插接套筒60一体地连接起来。中间件94在此例如构造成柱筒形，其中，二面体92优选由柱筒形的中间件94切割而成或改形而成。

要注意的是，鉴于在附图中和说明书中展示的实施例，单个特征的多种彼此组合可行方案是可能的。因此马达从动接口12和适配元件50的相应的马达接口52的例如几何形状、长度13和外直径41、35可以与为应用所需的扭矩相匹配。适配元件50的用户特定的驱动接口54然后可以很成本低廉地与用户应用的传动机构接口的具体的几何形状相匹配。

本发明原则上也能够传递至dc马达的实施方案上，在所述实施方案中，转子轴14由极罩18的底面16突出。所述电机10优选地在传动机构驱动单元中作为机动车中的马达舱调节器得到应用，例如用于调整可移动的部件或者用于运行马达舱中的泵，然而不限于这样的应用。在电机10中，优选在极罩18中布置电的线圈用于构造定子，且转子由单个的经分层的叠片建造而成，该叠片容纳多个永磁体，其中，电机10尤其被构造成电换向的ec马达11。