專利名稱：具有定子和安裝在該定子中的轉(zhuǎn)子的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有定子和安裝在所述定子中的轉(zhuǎn)子的裝置，其中所述定子具有用于 所述轉(zhuǎn)子的軸的第一端的第一軸承，及具有用于所述軸的第二端的第二軸承。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中被稱為例如電機風(fēng)扇的裝置是已知的。用于軸的兩個軸承例如是軸頸 軸承的形式。這種軸頸軸承的已知的缺陷有不可避免的磨損、由于這種磨損所造成的增大 的噪音、以及縮短的壽命。根據(jù)同一申請人的DE-A-39 28 749，轉(zhuǎn)子也可以只安裝在所述定 子中所述軸的一端處。然而，這需要在所述定子中將所述軸沿軸向緊固，這涉及額外的復(fù)雜 性，尤其在組裝期間需要進行合適的測量。例如根據(jù)DE-A-44 36 831和DE-A-196 41 438的磁軸承也是已知的。像這樣的 軸承需要復(fù)雜的閉環(huán)控制，且通常需要超導(dǎo)材料。這種軸承不能用于許多應(yīng)用中，例如不能 用于小風(fēng)扇中。磁空載軸承(magneticallyunloaded bearing)也是已知的，但這些軸承對 于許多應(yīng)用同樣不適合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于如下目的提供開始提到的類型的、可以顯著地、更具成本效益生產(chǎn)的 裝置。所述裝置也意在用于如小風(fēng)扇的大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，這樣實現(xiàn)了所述目的第一軸承和第二軸承分別具有可 對軸施加磁力的永久磁體；或者軸是永久磁體的形式而第一軸承和第二軸承分別具有鐵磁 部分，其中軸的兩端中的一端通過點支承沿軸向被支撐。因此，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，轉(zhuǎn) 子在一側(cè)上由點支承來支撐，且磁力實際上導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的中心定位。試驗已經(jīng)表明轉(zhuǎn)子的質(zhì) 量慣性力有助于附加的位置穩(wěn)定性。于是基本上根本不需要徑向軸承。在擾動、例如沖擊 的情況下，軸可以沿徑向脫離中心位置，然后卻通過磁力的作用再次自動返回到中心位置。 可以非常有成本效益地生產(chǎn)兩個軸承。所有需要的是兩個永久磁體。這兩個永久磁體可以 比較小，因此不需要任何大的額外空間，也不需要軸向固定。正如已經(jīng)被公開的、尤其是被 CH-A-6 92 880公開的，試驗已經(jīng)表明根據(jù)本發(fā)明的裝置特別適用于與無換向器的直流電 機結(jié)合。像這樣的直流電機基本上不對轉(zhuǎn)子施加徑向分力，卻只施加軸向分力。即使在軸 是永久磁體的形式而軸承的每個具有鐵磁部分的情況下，也能夠獲得這些優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明的一個改進，軸的兩端中的僅一端在一點處被軸向支撐，而軸的另一 端可以機械自由地移動。因此摩擦只是在軸的一端處的點區(qū)域中存在。由此摩擦力和磨損 可以被保持為最小。軸的自由端是機械地無載荷的，且僅僅受到相應(yīng)的永久磁體的磁場的 作用。特別地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，像這種用于小風(fēng)扇的具有無換向器的直流電機的軸承是特別堅固 耐用的，即使比較劇烈的振動也不會損壞這種軸承。根據(jù)本發(fā)明的一個改進，至少一個軸承具有用于沿徑向形狀配合地(positively) 保持軸的裝置。優(yōu)選地兩個軸承都以這種方式沿徑向被形狀配合地保持。在有振動的情況下，像這樣的形狀配合的保持，防止了軸和/或轉(zhuǎn)子的不可接受的徑向偏轉(zhuǎn)。在經(jīng)過相應(yīng)的 偏轉(zhuǎn)之后，軸在磁力的作用下再次自動回到中心。因此形狀配合的保持或形狀配合的保持 架只是在有沖擊荷載的情況下才起作用。形狀配合的保持可以由套環(huán)或套筒(collar or sleeve)形式的軸承的部分以簡單的方式來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的一個改進，一個永久磁體對軸有吸引效應(yīng)，而另一永久磁體對軸有 排斥效應(yīng)。軸靠在(rest on)吸引永久磁體上的一點處。于是在排斥的那邊，軸優(yōu)選地可 以自由地機械移動，和/或距排斥永久磁體有一定的距離。這個距離可以很小，例如百分之 幾個毫米。用鐵磁材料可以非常具成本效益地生產(chǎn)軸。兩個永久磁體都對軸有吸引效應(yīng)的 實施例也是可行的。在這種情況下，優(yōu)選地一個永久磁體的引力大于另一永久磁體的引力。軸可以直接靠在兩個永久磁體中的一個上的一點處。然而，在這種情況下，間接軸 承也是可行的，例如軸被支承在設(shè)置在一個永久磁體上的減摩涂層上。聚酰胺、優(yōu)選地塑料 和/或包含鉬的聚酰胺特別適于用作像這樣的涂層的材料。如果軸是永久磁體的形式，且假如鐵磁部分的至少一部分向軸彎曲，那么軸的對 中是特別穩(wěn)健的。進一步的有利特征來源于從屬權(quán)利要求、以下的說明書和附圖。


下文中將參照附圖更詳細地解釋本發(fā)明的示例性的實施例，其中圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明裝置的剖面；圖2示意性地示出了如圖1所示的裝置沿軸向剖開的三維圖，圖3示出沿圖1中箭頭III的方向看到的根據(jù)本發(fā)明的裝置的視圖，圖4示出沿圖1中箭頭IV的方向看到的根據(jù)本發(fā)明的裝置的三維示意圖，圖5示出沿軸向剖開的裝置的一個變型的三維圖。
具體實施例方式裝置10形成具有其中安裝轉(zhuǎn)子2的定子1的風(fēng)扇，尤其是小風(fēng)扇。定子1由兩個 定子部分Ia和Ib組成，如圖3中所示，兩個定子部分Ia和Ib是借助于鎖舌21可拆地彼 此連接。在這種情況下，正如所見，定子部分Ia是矩形的且是盒的形式，而定子部分Ib基 本上是平的且是平板的形式。為了在轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動時允許流體(flow)沿軸向方向流過定子 1，兩個定子部分Ia和Ib是敞開的，并由此它們形成了通道26。在轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動時這允許空 氣從圖1中的右到左流動。定子部分Ia在中心具有軸承板四，軸承板四通過連接板22連接到定子部分Ia 的框架形式的部分。無換向器的直流電機的、沒有更詳細地示出的線圈27和控制元件設(shè)置 在這個軸承板四的一個側(cè)面。該線圈27與連接到轉(zhuǎn)子2的環(huán)形磁體觀相互作用。可以 根據(jù)CH-A-692 880設(shè)計無換向器的直流電機。然而，這里，其他一些合適的電機也是適用 的。如圖3所示，定子部分Ib同樣具有經(jīng)由環(huán)30而在中心上彼此連接的多個連接板20。 第一軸承3被安裝在這個環(huán)30上。軸承3具有其中安裝有第一永久磁體8的環(huán)形第一保 持架13。該第一保持架13插入到環(huán)30中且例如通過鎖定裝置附連到其上，這里沒有示出 所述鎖定裝置。永久磁體8被牢固地連接到第一保持架13上，第二軸承6由第二永久磁體9和第二保持架14形成。該第二保持架14是軸承板四的一部分。第二永久磁體9被牢固 地連接到該第二保持架14上并連接到軸承板四上。該永久磁體9和第二支架14形成第 二軸承6。兩個軸承3和6用于支撐轉(zhuǎn)子2的軸5。這個軸5通過法蘭25被牢固連接到轉(zhuǎn)子 2上，并具有第一端4和第二端7。在這種情況下，第一端4明顯比第二端7短。軸5由鐵 磁材料組成，且至少由第一永久磁體8沿軸向方向吸住。第二永久磁體9可以被設(shè)計得使 得對第二端7和軸5施加排斥效應(yīng)。第二永久磁體9對軸5有吸引效應(yīng)、但是引力比第一 永久磁體8的引力明顯地小的實施例也是可能的。因此，軸5被拉靠向第一永久磁體8且 靠在其上的一點處，即接觸點15處。正如所見，第一端4相應(yīng)地被彎曲。在軸5所靠的第 一永久磁體8上的那側(cè)，永久磁體8設(shè)置有覆蓋其區(qū)域的涂層11，涂層11是由低摩擦的材 料例如由聚酰胺制成的。為了保持摩擦阻力盡可能小，聚酰胺可以包含鉬。然而，第一端4 被直接靠在永久磁體8上的實施例也是可行的。如所示，永久磁體8可以在其兩邊都設(shè)置 有涂層11。于是在組裝期間，永久磁體8在兩個方向上都可以被插入。正如所見，第一端4 比較短。因此法蘭25與第一永久磁體8的距離比較近。任何情況下，該距離比法蘭25到 第二永久磁體9的距離小幾倍。軸5所靠的涂層11的那個表面優(yōu)選地是平的，盡管不是平 的表面也是可行的。第一保持架13和第一端4之間有環(huán)狀的中間空間。當轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動時，第一保持架 13通常不被接觸。由于第一端4只是在第一永久磁體8的磁力的作用下被保持，因此當有 劇烈沖擊荷載作用到裝置10上時，這個第一端4可以沿徑向偏轉(zhuǎn)。這種徑向偏轉(zhuǎn)被第一保 持架13限制。因此第一端4不能脫離第一永久磁體8的磁場，且在每次經(jīng)過像這樣的荷載 之后的情況下都被這個場再次置于中心。第二保持架14對于第二端7具有相應(yīng)的功能。這 種情況下的相應(yīng)的中間空間的附圖標號是17。第二端7和同樣設(shè)置有涂層12的永久磁體 9之間的距離可以較近。然而，端7也可以被彈性地靠在第二永久磁體9上。這個比較小的 彈性力可以由定子部分Ib的連接板20來施加。在這種情況下，第二端7和第二永久磁體 9之間的接觸同樣是點接觸的形式。在電機中，優(yōu)選地沿軸向?qū)⒘斎氲睫D(zhuǎn)子2。這允許轉(zhuǎn)子2以特別牢固的方式被支 承。因此在徑向方向上，電機基本上不對轉(zhuǎn)子2施加力。此外，當轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動時，質(zhì)量慣性 力有助于軸承的穩(wěn)定。示出的示例性的實施例中，裝置10是風(fēng)扇，空氣沿軸向流動通過此風(fēng)扇。然而，原 則上裝置10也可以是徑流式風(fēng)扇。然而，例如水等的不同介質(zhì)而不是空氣也可以流過裝置 10。最后，裝置10可以是例如渦輪機的形式。然后由此，流過裝置10的介質(zhì)驅(qū)動轉(zhuǎn)子2，這 樣經(jīng)由發(fā)電機產(chǎn)生電。由示例的方式，該裝置10可以被固定安裝在設(shè)備中。為此，在定子 1上設(shè)置四個孔19，且使之適用于例如保持連接螺釘?shù)?，在這里沒有示出連接螺釘?shù)?。在?出的示例性的實施例中，轉(zhuǎn)子2設(shè)置有多個葉片18。這些葉片18可以依據(jù)應(yīng)用而進行不同 的設(shè)計?？梢詷O有成本效益地生產(chǎn)裝置10的軸承。且不需要潤滑劑。轉(zhuǎn)子2和定子1之 間的摩擦非常小。在寬的溫度區(qū)間內(nèi)基本上不發(fā)生軸承摩擦的變化。本身已知的許多磁體 都適于用作永久磁體8和9。因此不需要特殊的磁體，也不需要閉環(huán)控制。因此軸承是被動 磁軸承。
圖5中示出的裝置10'同樣具有定子1'和轉(zhuǎn)子2'，該裝置10'具有帶磁體 28'的電機。然而，這個實施例中，軸5'形式為永久磁體。軸承3'和6'分別具有鐵磁 部分32或33，軸5'安裝在其上的一點處。正如所見，該兩個部分32和33分別向第一端 4'和第二端7'彎曲。這產(chǎn)生了使軸5'對中的磁場，并且在經(jīng)過擾動之后，此磁場再次自
動將軸5‘返回中心位置。
附圖標號列表
1定子17中間空間
Ia定子部分18葉片
Ib定子部分19孔
2轉(zhuǎn)子20連接板
3第一軸承21鎖舌
4笛一總 弟 漸22連接板
5軸23連接開口
6第二軸承24轉(zhuǎn)子
7Λ-Λ- ~·上山 弟一兄而25法蘭
8第一永久磁體26通道
9第二永久磁體27線圈
10裝置28磁體
11涂層29軸承板
12涂層30環(huán)
13第一保持架31軸承部分
14第二保持架32曲面
15接觸軸33軸承部分
16中間空間
權(quán)利要求
1.一種裝置，具有定子(1)和安裝在所述定子中的轉(zhuǎn)子O)，其中所述定子(1)具有用 于所述轉(zhuǎn)子O)的軸(5)的第一端(4)的第一軸承(3)和用于所述軸(5)的第二端(7)的 第二軸承(6)，其特征在于所述第一軸承和第二軸承(3，6)分別具有對所述軸( 施加磁 力的永久磁體(8，9)，或者，所述軸( 是永久磁體的形式而所述第一軸承和第二軸承(3， 6)分別具有鐵磁部分(32，33)，其中所述軸(5)的兩端0，7)中的至少一端通過點支承沿 軸向被支撐。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述兩端中僅有一端(4)在一點處沿軸向被 支撐。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述兩個軸承(3，6)中的至少一個具有 用于沿徑向形狀配合地支撐所述軸(5)的裝置。
4.如權(quán)利要求1到3的任一項所述的裝置，其特征在于所述兩個永久磁體(8，9)中的 至少一個或所述軸(5)的至少一端G，7)具有至少一層減摩涂層(11，12)。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述涂層(11，12)是由塑料、尤其是由聚酰胺 制成的。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述塑料具有例如鉬的減小摩擦的成分。
7.如權(quán)利要求1到6的任一項所述的裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)子O)由電機驅(qū)動。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述電機是無換向器的直流電機。
9.如權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于所述電機被設(shè)計為使得其基本上不對所 述轉(zhuǎn)子( 施加徑向分力。
10.如權(quán)利要求1到9的任一項所述的裝置，其特征在于所述裝置是風(fēng)扇、尤其是小風(fēng)扇。
11.如權(quán)利要求1到10的任一項所述的裝置，其特征在于所述裝置是渦輪機的形式。
12.如權(quán)利要求1到11的任一項所述的裝置，其特征在于所述兩個鐵磁部分(32，33) 的至少一個是向所述軸(5)彎曲的。
全文摘要
定子(1)具有用于轉(zhuǎn)子(2)的軸(5)的第一端(4)的第一軸承(3)和用于所述軸的第二端(7)的第二軸承(6)。第一軸承和第二軸承(3，6)分別具有對所述軸(5)施加磁力的永久磁體(8，9)。或者，所述軸(5)是永久磁體的形式，而所述第一軸承和第二軸承(3，6)分別具有鐵磁部分(32，33)。所述軸(5)的兩端(4，7)中的至少一端由點支承軸向被支撐。所述裝置例如是風(fēng)扇。
文檔編號F16C39/06GK102135138SQ20111002762
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者恩斯特·舍雷爾 申請人:米克羅內(nèi)爾有限公司