用于支承并且密封转子轴的组件的制作方法

1.本发明涉及一种用于在壳体中支承并且密封转子轴的组件，电动机器的转子以在旋转意义上固定的方式布置在该组件上，其中转子轴藉由至少一个滚动轴承相对于壳体支撑。


背景技术：

2.由de 10 2011 076 530 a1已知一种用于支承电动机器、尤其用于支承转子轴的组件，电动机器的转子以在旋转意义上固定的方式布置在该组件上。在此，转子轴藉由两个滚动轴承相对于壳体支撑。由于热量从电动机器的转子引入到转子轴，因此滚动轴承的内环藉由绝缘材料相对于转子轴是隔热的。优选应使用粘合剂作为绝缘材料，该粘合剂除了隔热功能外还执行将滚动轴承固定在转子轴上的功能。由于具有低热导率的隔绝层，因此使转子轴与轴承内环之间的热传导变差到使得滚动轴承升温较小。
3.因此，在支承电动机器的转子轴时，在构件的热应力方面存在问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，在支承并且密封转子轴时，避免受到危险的构件的不允许的高热应力。
5.根据本发明，在用于支承并且密封转子轴的组件中设置有密封元件，该密封元件布置在转子与滚动轴承之间并且相对于壳体密封转子轴；在此，在密封元件的区域中布置有保护元件，该保护元件抑制转子轴中的热传导并且/或者使转子轴中的热量流动转向。热量流动的方向受到保护元件的布置和设计方式的影响，其方式为热量流动以远离密封元件并且与密封元件有一定间隔的方式受到引导，从而使得在密封元件的区域中不出现不允许的高的温度。因此实现如下优点：避免密封元件以及还有滚动轴承的不允许的热应力。
6.根据一个优选的实施方式，使热量流动转向的保护元件被设计为环形的或者被设计为环。保护元件作为环包围转子轴的整个圆周，并且因此使在转子与环之间首先在转子轴的表面上轴向扩散的热量流动径向向内转向，从而使得较高温度的区域与密封元件的间隔增大。
7.根据另一个优选的实施方式，保护元件由具有低热导率(在专业文献中以材料值λ表示)的材料制成。这种具有低热导率的材料例如可以是陶瓷材料或塑料。
8.根据另一个优选的实施方式，保护元件具有表面，该表面至少部分地涂覆有热导率低的物质。保护元件或环因此可以由热导率较高的材料、例如钢制成，而涂覆物具有非常低的热导率并且因此实现使转子轴中的热量流动转向。热量因此不能到达钢环，并且因此也不能使这个钢环发生不允许的升温。
9.根据另一个优选的实施方式，环形的保护元件或环与转子轴接合，即环与转子轴通过机械连接或材料连接相互固定地连接。例如，环可以压紧或收缩到转子轴上或与转子轴粘合。
10.根据另一个优选的实施方式，环形的保护元件夹紧在转子轴(即在转子轴上的轴向止挡部)与至少一个滚动轴承(即其内环)之间。因此，环在轴向方向以及还有切向方向上固定。
11.根据另一个优选的实施方式，至少一个滚动轴承具有内环，并且环形的保护元件与内环单件式地形成，即整合到内环中。因此得到简化的装配，原因在于要装配的部件较少。
12.根据另一个优选的实施方式，环形的保护元件具有外部的、优选圆柱形的滑动面，该滑动面与密封元件处于滑动接触。密封元件因此间接地藉由环形的保护元件相对于壳体密封转子轴。环形的保护元件因此紧挨着密封元件或其密封唇布置。
13.根据另一个优选的实施方式，密封元件被设计为具有密封唇的径向轴密封环，该密封唇在环形的保护元件的旋转的滑动面上滑动。密封元件的密封功能在于向外密封转子在其中运转的干燥的内部空间，尤其防止被供应给滚动轴承以用于其润滑的油的侵入。
14.根据另一个优选的实施方式，环形的保护元件藉由另一个密封元件、优选o形环相对于转子轴密封，原因在于藉由接合过程获得的密封性不够。
附图说明
15.在附图中展示了本发明的一个实施例并且将在下文中进行更详细的说明，其中从说明书和/或附图中可以获得其他特征和/或优点。在附图中：
16.图1以截面图示出了转子轴针对左侧的轴承而言在壳体中的支承，并且
17.图2以缩小的局部示出了转子轴针对右侧的轴承而言的支承。
具体实施方式
18.图1以轴向截面示出了转子轴1借助于第一(左侧的)滚动轴承3在壳体2中的支承的局部，该滚动轴承具有内环3a和外环3b。电动机器5的转子4布置在转子轴1上，而电动机器5的定子6在径向布置在转子4外。转子4在干燥的内部空间7中运转，该干燥的内部空间布置在壳体2内并且向外密封。转子轴1具有旋转轴线a和轴向孔1a，该轴向孔用于供应润滑油。径向孔1b(在附图左侧)紧挨着滚动轴承3的内环3a的旁边布置并且与轴向孔1a连接。藉由轴向孔1a和径向孔1b给滚动轴承3供应润滑油。密封元件8被布置在附图中滚动轴承3的右侧(即滚动轴承3的朝向转子4的一侧)并且被固定在壳体2中，该密封元件优选被设计为径向轴密封环8。根据本发明，在径向上、在径向轴密封环8内布置有环形的保护元件9，该保护元件与转子轴1接合并且施加对密封元件8的热保护功能。环形的保护元件9具有圆柱形的、被设计为滑动面的外表面9a，该外表面与密封元件8、尤其径向轴密封环8的密封唇处于滑动接触。环形的保护元件9具有圆柱形的内表面9b，该圆柱形的内表面布置在转子轴1的相对应的外表面上，并且藉由圆形环(rundschnurrring)10(也被叫做o形环10)被密封。具有端面9c的环形的保护元件9在轴向方向上固定在转子轴1的轴向止挡部与滚动轴承3的内环3a之间。内部空间7藉由密封元件8向外密封；尤其藉由密封元件8防止供应给滚动轴承3的润滑油侵入内部空间7。针对仍然有少量润滑油(所谓的泄露)可能会侵入内部空间7的情况，设置有收集设备11，该收集设备用于接收由转子轴1的肩部(没有附图标记)甩出的润滑油。
19.根据本发明的环形的保护元件9具有如下目的：尤其保护密封元件8免于不允许的热应力，即由转子4方面的热引入造成的不允许的高温度。运行期间在转子4中产生的热量从转子4径向向内到达转子轴1，并且如由热量流动箭头p1、p2展示的，首先在轴向方向上，并且在转子轴1的径向外部区的区域中在朝向滚动轴承3的方向上并且在朝向保护元件9的方向上流动。保护元件9(为了满足其作为热保护元件的功能)由具有低热导率(在专业文献中以字母λ表示)的材料制成。替代性地，环形的保护元件9还可以被设计为钢环，该钢环虽然具有相对高的热导率，然而设有具有低热导率的外部涂覆物。涂覆物尤其被施加在保护元件9与转子轴1之间的接触面的区域中，即被施加在内表面9b和端面9c上。具有低热导率的涂覆物在环形的保护元件9与转子轴1之间的接触面9b、9c的区域中防止从转子4出发的热量到达经涂覆的钢环9或环形的保护元件9。而是，通过根据本发明的保护元件9的设计方式实现热量流或热量流动根据热量流动箭头p1、p2的转向。因此热量流动绕过环形的保护元件9的轮廓。由于保护元件，因此密封元件8的区域中的温度保持在允许的范围内，因此提高密封元件的使用寿命。
20.图2示出了另一个支承组件，尤其用于转子轴101的第二轴承或右侧的轴承103的另一个支承组件。然而针对相同或类似的部件使用比图1中大100的附图标记。转子104布置在转子轴101上。由热量流动箭头p1、p2展示了转子104到转子轴101的热引入。环形的保护元件109由于其上述根据本发明的特性(即其热保护功能)实现：热量流动在保护元件9的区域中转向，并且防止热量流动到密封元件108的区域中。在一个替代性的实施方式中，根据上述实施方式与转子轴101接合(例如通过压紧、收缩或夹紧并且藉由o形环110密封)的被设计为环形的保护元件109可以整合到滚动轴承103的内环103a中，即与内环103a单件式地形成。在这个替代性的解决方案中，滚动轴承103与环形的保护元件109同时装配。因此整合的保护元件109由与内环103a相同的材料、尤其由钢制成，然而设有具有低热导率的涂覆物。
21.附图标记清单
22.1 转子轴
23.1a 轴向孔
24.1b 径向孔
25.2 壳体
26.3 滚动轴承(左侧)
27.3a 内环
28.3b 外环
29.4 转子
30.5 电动机器
31.6 定子
32.7 内部空间
33.8 密封元件/径向轴密封环
34.9 环形的保护元件
35.9a 外表面
36.9b 内表面
37.9c 端面
38.10 圆形环/o形环
39.11 收集设备
40.101 转子轴
41.102 壳体
42.103 滚动轴承(右侧)
43.103a 内环
44.104 转子
45.105 电动机器
46.106 定子
47.107 内部空间
48.108 密封元件/径向轴密封环
49.109 环形的保护元件
50.110 圆形环/o形环
51.a 旋转轴线
52.p1 热量流动的方向箭头
53.p2 热量流动的方向箭头