本发明涉及一种用于装配用于机动车的电气牵引驱动装置的方法,该牵引驱动装置在最终装配状态下具有壳体,该壳体具有布置在其内部中的电机,其中,该电机包括-固定在壳体处的定子,以及-径向布置在定子内的转子,该转子固定在转子轴上,该转子轴在定子两侧的至少两个位置处支承在壳体处。
背景技术:
1、用于机动车的电气牵引驱动装置变得越来越重要。过去,这样的驱动装置的基本构造特性是创新的主题,但如今,基本的构造概念已经确立,但其可以在效率和经济性方面进一步改善。
2、这种装配方法从de 10 2016 223 964a1中已知。
3、已知的电气牵引驱动装置共同是构造为内转子机器的电机在壳体内的布置。在此,电机的定子必要时经由包围它的起冷却作用的水护套固定在壳体的内壁处。在定子的内部中存在固定在可旋转支承的转子轴上的转子。转子轴通常同时用作相邻布置的传动装置的输入轴,其中,转子轴和传动装置之间的具体联结可以是不同的性质。例如,传动装置的驱动小齿轮可以加入到转子轴的端部区域中,或者作为单独的构件接合到所述端部区域上。为了确保转子轴的稳定运行,通常视为适宜的是,将转子轴支承在两个轴向尽可能远地彼此间隔开的位置处。尤其,上述通用出版物公开了两个转子轴轴承在转子轴的轴向端部紧邻附近的布置。在一些实施方式中,在转子轴的轴向中心区域中、尤其在转子和上述驱动小齿轮之间设置有第三转子轴轴承。
4、在开头提到的通用出版物中公开的装配方法设置成,提供复杂的、预装的第一结构单元,该第一结构单元由单侧敞开的罐状壳体组成,转子轴连同其第一端侧转子轴轴承和必要时中心转子轴轴承已经预装在该壳体中。然后,将该结构单元围绕定子补充。尤其,可以将已经包含定子的、两侧敞开的壳体用法兰连接到第一结构单元的罐状壳体部分处。然后,在下一个工作步骤中,将转子接合到转子轴上。然后,在最后一个工作步骤中,将封闭壳体的壳体盖与位于末端的第二转子轴轴承装配。这种方法具有如下缺点,即,仅单侧支承的转子轴在转子的压紧期间(需要特别高的接合力的过程)具有明显的间隙。虽然一个或多个轴承的位置处的由轴承游隙造成的间隙相对较小,但在转子轴的自由的、仍未支承的端部处导致相对较大的斜倾间隙(kippspiel)。然而,在此,定子和待以高接合力压紧的转子彼此径向直接相邻地相对而置。必须无条件地避免两个构件在接合过程中的接触。这仅可以通过相应较大地尺寸设计定子和转子之间的空气间隙来确保。尤其,空气间隙必须如此宽地选择,使得尽管上述斜倾间隙也可以排除转子和定子的相互接触。然而,较大的空气间隙在电机在运行时的效率方面是不利的。
技术实现思路
1、本发明的任务是提供一种改善的装配方法供使用,其允许电机的转子和定子之间的空气间隙的较小尺寸设计。
2、结合如下特征,即,一种用于装配用于机动车的电气牵引驱动装置的方法,所述牵引驱动装置在最终装配状态下具有壳体,所述壳体具有布置在其内部中的电机,其中,所述电机包括
3、-固定在壳体处的定子,和
4、-径向布置在所述定子内的转子,所述转子固定在转子轴上,所述转子轴在所述定子两侧的至少两个位置处支承在所述壳体处,
5、该任务通过以下步骤来解决:
6、a)提供第一结构单元,其包括轴向单侧敞开的壳体盖,该壳体盖具有其轴向端壁(abschlusswand)中的壁缺口,其中,在壳体盖的内部中布置有
7、-第一壳体侧轴承座,第一转子轴轴承经由其外部轴承壳固定在该第一壳体侧轴承座中,以及
8、-定子座,所述电机的定子固定在该定子座中,
9、b)提供第二结构单元,其包括
10、-空心且轴向两侧敞开地构造的转子轴,电机的转子固定在该转子轴上,并且该转子轴与转子间隔开地承载与第一壳体侧轴承座对应的第一轴侧轴承座,以及
11、-轴向至少单侧敞开的壳体主体,该壳体主体具有布置在轴向端壁或中间壁中的壁缺口中的第二壳体侧轴承座,在该第二壳体侧轴承座中固定有第二转子轴轴承的外部轴承壳,该第二转子轴轴承的内部轴承壳固定在对应的第二轴侧轴承座上,该第二轴侧轴承座与该转子间隔开地布置在转子的背离第一轴侧轴承座的侧面上,
12、其中,两个结构单元在相对于彼此同轴对准的情况下且以面向彼此敞开的侧面固定在接合装置的两个在轴向方向上相对于彼此可移动的托架处,即第一结构单元固定在第一托架处,并且第二结构单元固定在第二托架处,
13、c)通过使托架相向移动来接合结构单元,直至转子轴以其第一轴侧轴承座接合到第一转子轴轴承中,以便力配合地固定该第一转子轴轴承的内部轴承壳,转子与定子轴向共同定位,并且壳体盖贴靠在壳体主体的面向该壳体盖的边缘或凸缘处,
14、其中,第二托架承载同轴贯穿第二转子轴轴承的第二托架定心芯轴,该第二托架定心芯轴形状配合地接合到空心转子轴中。
15、简而言之,本发明设置成,提供也可描述为“定子模块”的第一结构单元和也可描述为“轴模块”的第二结构单元供使用,并且在借助于外部稳定的情况下将两者结合,其中,在接合过程期间避免轴的任何斜倾,并且因此排除了转子和定子的相互接触。
16、作为第一结构单元提供的定子模块包括罐状构造的壳体盖,该壳体盖单侧敞开,以便允许作为第二结构单元提供的轴模块的部件、尤其其转子轴和转子的接合。第一转子轴轴承已经预装在壳体盖中。尤其,其外部轴承壳固定在第一壳体侧轴承座处,而其内部轴承壳仍等待与对应的第一轴侧轴承座连接。此外,定子必要时也与包围其的水护套一起被预装。
17、反之,作为第二结构单元提供的轴模块包括单件式或多件式的壳体主体和转子轴连同已经固定在其上的转子,该转子轴已经经由所述壳体主体中的第二转子轴轴承单侧且优选地在很大程度上位于末端地支承。当然,甚至还加载有转子的重量的该转子轴相对于壳体盖强烈遭受斜倾间隙。可设想如下实施方案,在其中预装的转子轴已经经由两个转子轴轴承(两者在转子的相同侧面上)支承。这减少了斜倾间隙-问题,但其不能够消除。
18、因此,轴模块固定在接合装置的在此称为第二托架的托架上,在该托架处附加地固定有在此称为第二托架定心芯轴的定心芯轴,该定心芯轴同轴贯穿第二转子轴轴承,形状配合地接合到空心转子轴中,并且因此使该转子轴完美定心(相对于壳体主体)。反之,定子模块固定在接合装置的另外的、在此称为第一托架的托架上。两个托架相对于彼此以高精度对准。同样内容适用于优选地经由精确的对准轮廓相对于托架精确对准且固定在该托架处的壳体部分。由于第二托架定心芯轴,转子轴(连同转子)尽管其轴承游隙(lagerluft)也不能够摆脱这种精确对准。为了接合结构单元,使托架轴向相向移动,其中,接合过程能够以受控的方式且以最小的公差尤其以转子和定子之间的最小尺寸设计的空气间隙进行。转子轴的由于第二转子轴轴承中的轴承游隙而基本存在的斜倾间隙通过借助于第二托架定心芯轴的稳定被完全抑制。
19、产生如下,即,为接合过程所需的接合力明显低于现有技术:即需要仅将第一轴侧轴承座与预装在定子模块中的第一转子轴轴承的内部轴承壳压紧。为此所需的接合力明显低于为将转子压紧在转子轴上所需的接合力。在制造第二单元或轴模块时,这种压紧可以以隔离且远离有碰撞危险的定子的方式执行。
20、因此,在最终装配状态下得出如下牵引驱动装置,与这利用根据现有技术的装配方法是可能的相比,该牵引驱动装置的电机可以具有转子和定子之间的明显更小的空气间隙。
21、优选地设置成,相比壳体主体的面向第一结构单元的边缘超过转子的面向第一结构单元的端部伸出,定子的面向第二结构单元的轴向端部不超过或不太远地超过壳体盖的面向第二结构单元(62)的边缘伸出。由此即确保了在转子在接合过程中移入到径向在定子内的空腔中之前,壳体部分(即壳体盖和壳体主体)的护套已经相互影响、尤其相互接合。由此创造两个模块彼此的附加的相对定心,其还支持通过其在托架处的固定已经实现的对准精度。
22、优选地,在接合中将壳体盖推入到壳体主体中。这尤其适用于如下优选情况,在其中定子构造为定子单元的组成部分,该定子单元包括定子和包围定子的套筒,该套筒具有布置在其外侧上的、敞开的通道结构,其中,所述敞开的通道结构在最终装配状态下贴靠在壳体主体的内侧处,并且与壳体主体共同形成闭合的水护套。
23、为了在接合中使优选地构造为浮动轴承的第二转子轴轴承上的剪切力最小化,优选地设置成,将预装的转子轴支撑在轴模块中。为此,在一个特别适宜的实施方式中,第二托架定心芯轴可以在第二转子轴轴承的面向第一结构单元的侧面上具有第一直径的定心区段,并且在第二转子轴轴承的背离第一结构单元(61)的侧面上具有更大的第二直径的贴靠区段,其中,第二直径大于转子轴的内径,并且贴靠区段贴靠在转子轴的相关联的轴向端部处。
24、两个结构单元的相对定心的进一步改善可以通过以下方式来实现,即,如优选地设置的那样,第一托架承载第一托架定心芯轴,在接合期间将该第一托架定心芯轴形状配合地推入到空心转子轴中。由此,使转子轴在其两个端部处通过各一个形状配合地引入到该转子轴中的定心芯轴稳定。
25、在此适宜的是,第一托架定心芯轴在接合步骤的尽可能早的时间点接合到转子轴中,尤其已经在转子移入到径向在定子内的空腔中之前。转子、尤其其通过第二托架定心芯轴最不稳定的端部进入到该空腔中的时刻特别关键。因此,所参与的元件的尺寸设计优选地如此进行,使得
26、-第一托架定心芯轴(81)的面向第二结构单元(62)的突出部在第一壳体侧轴承座上的长度
27、-和转子轴(342)的面向第一结构单元(61)的突出部在转子(341)上的长度
28、之和大于
29、-定子(321)的面向第二结构单元(62)的轴向端部
30、-和第一壳体侧轴承座
31、之间的距离。
32、为了使在接合时作用到优选地构造为固定轴承的第一转子轴轴承上的剪切力最小化,在此也优选地设置有支撑部。在其中设置有第一托架定心芯轴的情况下,这可以通过以下方式实现,即,第一托架定心芯轴在第一转子轴轴承的面向第二结构单元的侧面上具有第一直径的定心区段,并且在第一转子轴轴承的背离第二结构单元的侧面上具有更大的第二直径的贴靠区段,其中,第二直径大于第一转子轴轴承的内径,并且贴靠区段轴向贴靠在第一转子轴轴承的内部轴承壳处。
33、两个结构单元的相对定心的进一步改善可以通过以下方式来实现,即,如优选地设置的那样,定心芯轴彼此相互定心和稳定。这可以通过以下方式来实现,即,定心芯轴中的一个、优选地第一托架定心芯轴是空心的,并且在其面向另一个定心芯轴、优选地第二托架定心芯轴的侧面上敞开地构造,其中,在接合期间将所述空心定心芯轴在转子轴的内部中形状配合地推上到所述另一个定心芯轴上。
34、如已经提及的那样,根据本发明的概念既可以应用于单重支承预装的转子轴,又可以应用于双重支承预装的转子轴。在后一种情况下,这意味着壳体主体在其内部中具有布置在第二转子轴轴承和转子之间的第三壳体侧轴承座,在其中固定有第三转子轴轴承的外部轴承壳,该第三转子轴轴承的内部轴承壳在对应的第三轴侧轴承座上与转子间隔开地固定在转子的背离第一轴侧轴承座的侧面上。第二转子轴轴承和/或(如果存在的话)第三转子轴轴承优选地构造为浮动轴承。