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电机装置

文献发布时间:2023-06-19 19:35:22


电机装置

技术领域

本发明涉及一种电机装置,其包括:用于驱动可电驱动的机动车辆的具有定子并具有转子的电机;以及与转子旋转固定接触的输出元件。

背景技术

对于电动马达来说,非常精确地对准磁场流过的零件是重要的,因为即使零件彼此之间的小的位置偏差也可能会对磁通量产生显著的影响(例如,由于改变的气隙)。因此,重要的是使电动马达的机械结构足够坚固,以确保电气或磁性零件的必要的精确对准。因此,当设计转子和定子时,重要的是这些部件不会由于由马达本身或由作用在马达上的外部负载生成的力,或者由于惯性力(例如,作用在转子上的离心力)而变形到不可接受的程度。另外,转子的轴承必须足够坚硬,以确保转子和定子的精确对准。

在用于机动车辆的电动马达的实际设计中,使电动马达的结构特别坚硬的需要通常与总是存在于车辆构造中的紧凑设计、低重量、高功率密度和低成本的要求相冲突。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现尽可能紧凑和轻便以及足够坚固的结构的具有电机的电机装置。

该目的通过电机装置来实现,该电机装置包括具有权利要求1的特征的用于驱动可电驱动的机动车辆的电机。

根据本发明构造的电机装置包括具有定子并具有转子的电机,并且还包括与转子旋转固定接触的输出元件。根据本发明,在电机的转子与输出元件之间布置有用于传递扭矩的轴向弹性长度补偿元件。这允许以目标方式并且用相应的积极(补偿)效果实现期望的轴向长度补偿。在轴向弹性补偿元件被布置在转子与输出元件之间的情况下,输出元件与电机的定子之间的轴向位移可以在轴向弹性元件中得到补偿,而没有将输出元件的轴向位移传递到转子。如果不是这种情况,则输出元件的位移将导致转子相对于定子的轴向位移,或者导致转子和/或定子的变形。这防止了将对电机的性能产生负面影响的在电机中发生不希望的位移或变形。

代替将所有负载轴承部件设计成是特别坚硬、坚固和大的,通常更有意义的是采取附加的措施或在合适的点提供附加的部件,以确保相邻零件上的载荷减少。因此,提出了一种扭矩传递长度补偿元件,用于电机(例如轴向磁通马达)与连接到电机的驱动系的单元(例如传动装置等)之间的连接。轴向柔软但扭矩传递的连接防止由驱动系的传动装置或另一单元引起的轴向力和/或轴向位移直接传递到电机的结构。这种连接减小了从外部作用在电机上的力,并且因此也能够实现电机的更加精巧、节省空间且成本更低的构造,其中仍能保证所需的定位精度。根据本发明,轴向弹性长度补偿元件可以由因其弹性材料而具有轴向弹性的部件形成,或者由布置成可在轴向方向上移动或被引导的部件(其本身也被设计为非弹性零件)形成。在这种情况下,布置成可在轴向方向上移动的部件也可以经由弹簧元件在轴向方向上受到弹簧力,或者其本身由特定材料形成,因此可以实现轴向弹性或轴向可移动的效果。

在从属权利要求中详细说明了本发明的其他有利实施方式。从属权利要求中单独列出的特征可以以技术上有意义的方式相互组合,并且可以限定本发明的其他实施方式。另外,在权利要求中指出的特征在说明书中被更详细地说明和解释,其中示出了本发明的其他优选实施方式。

首先,本发明的要求保护的主题的各个元素按照它们在权利要求集合中被命名的顺序或者根据它们与本发明的相关性被解释,并且本发明的主题的特别优选的实施方式在下面被描述。

电机用于将电能转换成机械能和/或将机械能转换成电能,并且通常包括被称为定子、支架或电枢的静止部分,以及被称为转子或转轮并且被布置成相对于静止部分可移动的部分。

在设计为旋转机器的电机的情况下,特别要区分径向磁通电机和轴向磁通电机。径向磁通电机的特征在于,磁场线在转子与定子之间形成的气隙中沿径向方向延伸,而在轴向磁通电机的情况下,磁场线在转子与定子之间形成的气隙中沿轴向方向延伸。

壳体包围电机。壳体也可以容纳控制和电力电子设备。此外,壳体可以是电机的冷却系统的一部分,并且可以以使得冷却液可以经由壳体供应至电机以及/或者热量可以经由壳体表面散发到外部的方式设计。另外,壳体保护电机和任何可能存在的电子设备免受外部影响。

径向磁通电机的定子通常被构造成圆柱形,并且通常由电叠片组成,所述电叠片彼此电绝缘并且被构造成层并被封装以形成叠片铁芯。利用这种结构,使由定子磁场引起的定子中的涡流保持为低的。分布在圆周上的凹槽或周边封闭的凹部进入平行于转子轴延伸的电叠片中,并容纳定子绕组或定子绕组的一部分。基于朝向表面的构造,槽可以用锁定元件,例如锁定楔或盖等封闭,以防止定子绕组分离。

转子是电机的旋转(快速旋转)部分。特别地,当还有定子时,使用转子。转子通常包括转子轴以及以旋转固定的方式布置在转子轴上的一个或更多个转子体。转子轴也可以是中空的,这一方面减轻了重量,并且另一方面允许将润滑剂或冷却剂供应到转子体。

转子与定子之间的间隙被称为气隙。在径向磁通电机中,这是具有径向宽度的轴向延伸的环形间隙,该径向宽度对应于转子体与定子体之间的距离。电动轴向磁通电机,例如设计为轴向磁通电机的机动车辆的电驱动机器中的磁通量在定子与转子之间的气隙中,平行于电机的旋转轴线被轴向引导。因此,在轴向磁通电机中形成的气隙基本上是环形盘的形式。

电动轴向磁通电机,例如设计为轴向磁通电机的机动车辆的电驱动机器中的磁通量在定子与转子之间的气隙中,平行于电机的旋转轴线被轴向引导。对于轴向磁通电机,除其他之外考虑到它们的扩展,在I型布置中的轴向磁通电机与H型布置中的轴向磁通电机之间进行了区分。I型布置中的轴向磁通电机被理解为是指以下电机,其中电机的单个转子盘被布置在电机的定子的两个定子半部之间,并且可以受到旋转电磁场的作用。H型布置中的轴向磁通电机被理解为是指以下电机,其中电机的转子的两个转子盘在轴向位于它们之间的环形空间中容纳电机的定子,经由该环形空间两个转子盘可以经受旋转电磁场。

根据本发明的有利实施方式,可以提供:轴向弹性长度补偿元件被设计成使得在用于扭矩传递的旋转方向上确保无间隙的动力传递。这总是确保直接、瞬时的功率传递到联接到转子的输出元件。

此外,根据本发明的同样有利的实施方式,可以提供:轴向弹性补偿元件由至少一个板簧或板簧组件——特别是周向分布的多个板簧或板簧组件——形成,或者由波纹管线形成,或者由环形盘形成。长度补偿元件的这些设计的有利效果基于以下的事实,用于电机与输出元件之间或者电机的定子与支承部件(例如壳体等)之间的轴向长度补偿的高效装置可以用结构简单的装置来实现。

根据本发明的另一个特别优选的实施方式,可以提供:在轴向弹性长度补偿元件由至少一个周向布置的板簧或多个周向分布的板簧或至少一个板簧组件或多个周向分布的板簧组件形成的情况下,上述板簧或板簧组件被布置和紧固成使得在周向方向上观察,在电机在操作中将更大的扭矩传递到输出元件,从周向观察,板簧或板簧组件在面向转子的一侧上的紧固点位于同一板簧或同一板簧组件在面向输出元件的一侧上的紧固点的前面,因此更大的扭矩可以经由轴向弹性长度补偿元件以切向张力的形式传递到输出元件。通过将板簧成使得在马达在操作期间将更大的扭矩传递到下游部件的周向方向上观察,板簧到转子的紧固点被布置在相同板簧到轴的紧固点之前,马达的切向牵引力形式的最大扭矩可以经由板簧非常有效地传递到轴或连接到轴的部件。然后,在马达递送较低的扭矩的另一个周向方向上,板簧通过压缩力传递该扭矩。由于板簧的细长、修长的形状,在板簧中可以在纵向方向上传递的最大压缩力受到板簧纵弯曲的限制。板簧的这个问题在拉伸载荷下不会发生,并且通过所提出的板簧的布置来防止。

此外,本发明还可以以使得电机装置具有用于容纳电机的壳体的方式进一步发展,其中壳体形成支承定子的部件,并且定子至少以旋转固定的方式布置在壳体内,并且其中转子可旋转地安装在壳体上。这具有以下的优点,转子的支承力被直接引入到壳体中,而不必经由定子传递。因此,使定子的机械结构负载不太重,并且可以使定子的负载轴承元件更轻、更便宜并且更节省空间。

在本发明的同样优选的实施方式变型中,还可以使得,电机装置具有用于容纳电机的壳体,其中定子以旋转固定的方式布置在壳体内,并且其中,转子可旋转地安装在定子上。以这种方式可以实现安装空间的进一步优化。如果转子直接安装在定子上,则定子和转子的部件之间的公差链非常短。因此,在组装期间,可以实现电机的所有磁性重要部件的精确对准,而无需复杂的后续调整过程。另外,电动马达不会受到壳体变化(例如,在车辆运行期间例如由于热膨胀或弹性变形可能发生的变化)的不利影响。

还可以有利地进一步发展本发明,使得转子经由第一轴向弹性长度补偿元件和第二轴向弹性长度补偿元件连接到所述输出元件或连接到输出元件,第二轴向弹性长度补偿元件相对于扭矩流与第一轴向弹性长度补偿元件串联连接。以这种方式可以实现的优点是,在电机装置内要平衡的力可以分布到机器内的不同位置。这产生改进的补偿行为,并且还呈现关于空间优化设计的优点。就它们的轴向弹性或轴向可移动特性而言,串联连接的轴向弹性长度补偿元件可以直接逐个布置,或在空间上间隔开,例如,连接到以I型布置构造的轴向磁通电机的不同侧上的两个轴向隔开的转子半部。由于两个轴向弹性长度补偿元件布置在两个轴向隔开的平面中并且通过能够绕垂直于旋转轴线的轴线倾斜的扭矩传递连接元件彼此联接的事实,因此通过该结构不仅能够补偿转子与输出元件之间的轴向偏移或轴向移动,而且还能够补偿径向偏移或径向移动。轴向弹性元件允许转子的旋转轴线与连接元件的旋转轴线之间以及连接元件的旋转轴线与输出元件的旋转轴线之间的角度偏移。

根据本发明的另一优选发展,还可以使得,提供另一轴向弹性长度补偿元件,该轴向弹性长度补偿元件然后被布置在定子与支承定子的部件之间,特别是在定子与电机的壳体之间,这允许在可电驱动的机动车辆的驱动系中的额外的长度补偿。这实现了用于补偿无意的和由于公差和/或温度相关的材料体积变化引起的轴向移动而且还补偿径向移动的进一步选择。因此,长度补偿元件可以被设计为在轴向方向或径向方向上延伸的延伸部,该延伸部被布置成在相应的凹部中的区域中被引导,其中该延伸部连接到定子或支承定子的部件,并且其中,相应的凹部形成在支承部件中或在定子中。有利的是,延伸部被设计为销,并且在用于轴向补偿的相应容纳部中安装在其引导件的区域中,使得它可以通过经由弹性体或其他弹簧装置的力来移动。

根据本发明的主题的另一优选实施方式,可以使得电机被设计为轴向磁通电机。由于它们通常是盘形的设计(小于马达直径的马达的轴向长度),并且由于转子与定子之间的气隙垂直于轴向方向对准,轴向磁通电机对从外部作用在其上的轴向力或试图相对于定子移动转子的轴向位移特别敏感。盘形的设计总是倾向于导致在轴向上相当柔软的转子结构,并且垂直于轴向方向对准的气隙意味着即使小的轴向形状偏差也会对电机的效率产生强的负面影响。因此,所提出的轴向弹性长度补偿元件对于轴向磁通电机特别有用,该轴向弹性长度补偿元件可以保护电机免受从外部作用在其上的轴向力或位移的影响。

最后,本发明也可以有利地以使得电机装置具有设计为轴向磁通电机的第一电机和设计为轴向磁通电机的第二电机的方式实现,第一电机和第二电机装置在共同的壳体中,其中第一电机的转子经由第一轴向弹性元件驱动电机装置的一个轴向侧上的第一输出元件,并且其中,第二电机的转子经由第二轴向弹性元件驱动电机装置的相对轴向侧上的第二输出元件。这种优选的设计使得可以提供一种在安装空间和重量方面优化的双马达装置,例如,用于独立同时驱动车轴的两个车轮。

有利的是,输出元件可以设计为轴,并且可以可旋转地安装在设计为壳体的支承部件中,由此使得关于要平衡的力的分布的优化设计成为可能。如果电机和输出元件(例如设计为轴的输出元件)支承在同一部件上,则确保电机和输出元件精确对准特别简单。另外,功能集成是一种特别紧凑、坚固和经济的解决方案,在该功能集成中支承部件(例如壳体)支承并将几个部件相互连接。

总的来说,本发明及其指出的进一步发展示出了一种电机装置,该电机装置能够改进与可电驱动的机动车辆的驱动系的下游部件的连接。特别地,这种类型的连接减少了从外部作用在电机上的力。这能够实现电机装置的复杂、节省空间和经济的构造,这确保了在装置内所需的定位精度。

下面参照附图更详细地解释本发明和技术领域两者。应该注意的是,本发明并不旨在受到所示的示例性实施方式的限制。特别是,除非另有明确说明,否则还可以提取附图中概述的实质性内容的部分方面,并将它们与从本说明书和/或附图中的其他组成部分和知识相结合。特别是,应该注意的是,附图,以及特别是所示的比例本质上仅仅是示意性的。相同的附图标记指示相同的对象,因此也可以使用来自其他附图的解释。尽管本发明主要使用轴向磁通电机的示例来说明,但是提出的解决方案也可以转移到径向磁通电机。

附图说明

在附图中:

图1以示意性表示在轴向截面示出了第一可能实施方式中的根据本发明的电机装置,

图2以示意性表示在轴向截面示出了第二可能实施方式中的根据本发明的电机装置,

图3以示意性表示在轴向截面示出了第三可能实施方式中的根据本发明的电机装置,

图4以示意性表示在轴向截面示出了第四可能实施方式中的根据本发明的电机装置,

图5以示意性表示在轴向截面示出了第五可能实施方式中的根据本发明的电机装置,

图6以示意性表示在轴向截面示出了第六可能实施方式中的根据本发明的电机装置,

图7以示意性表示在轴向截面示出了在另一可能实施方式中的根据本发明的电机装置的细节,

图8以示意性表示在轴向截面示出了在可能实施方式中的根据本发明的电机被设计为径向磁通电机的电机装置,以及

图9以示意性表示在轴向截面示出了在另一实施方式中的根据本发明的电机被设计为径向磁通电机的电机装置。

具体实施方式

所有附图——图1至图7——示出使用不同设计的轴向磁通电机的示例的本发明的不同实施方式;尽管本发明不限于轴向磁通电机,而是也可以用于径向磁通电机。

图1至图4示出了具有电机2的电机装置1的示例性实施方式,其中电机2的转子4被构造成I型布置或H型布置,并且被设计为直接安装在定子3上的轴向磁通电机。

在图5至图6中示出了具有被设计为轴向磁通电机的电机2的电机装置1,其中在每种情况下转子4被安装在壳体7的侧壁中。

图7中的电机装置1的细节示出了壳体7上的定子3的扭矩支承件8,通过该扭矩支承件实现了进一步的长度补偿。

在图8和图9中,适于径向磁通电机的两种方法被示出为专门使用轴向磁通电机的示例解释的其他方法的代表。

图1以示意性表示在轴向截面示出了第一可能实施方式中的电机装置1。所示的电机装置1包括在彼此相邻地布置在共同的壳体7中并且被设计为H型布置的轴向磁通马达的两个电机2。电机2的定子3以旋转固定且优选地不可移动的方式在外侧径向紧固至壳体7,并在内侧径向承载轴承点611、612(由O型布置中的两个径向止推滚珠轴承组成),相应的转子4经由轴承点被安装在相应的定子3上。在径向内侧上,每个转子4包括类似于空心轴的部分,该部分经由轴承点611、612被连接到相应的定子3,并且转子4的盘形部分在右侧和左侧邻接至该部分,该盘形部分紧挨定子3径向向外延伸。马达的轴向磁通量穿过的气隙位于定子3与转子4的两个盘形部分之间。在该示例性实施方式中,在每种情况下,在背离另一电机2的盘形转子部分上设置测量表面,该测量表面可以由紧固至壳体7的转子位置传感器20检测和评估。由电机2的磁性弹簧驱动的转子4各自经由轴向弹性长度补偿元件5将它们的扭矩传递到联接元件110,该轴向弹性长度补偿元件由围绕圆周分布的板簧组件51形成。两个联接元件110分别经由花键连接到被设计为输出轴的输出元件100。输出轴分别经由另一个轴承点621、622被安装在电机的壳体7的侧壁中。

另外,在该示例性实施方式中,接地环21被设置在联接元件110与壳体7之间,转子4中感应的电流可以经由该接地环放电到壳体7中。每个输出轴被安装在壳体7的侧壁中,通过该侧壁,输出轴从马达所在的空间突出到它们相关联的传动装置所在的空间中。为了以不透油的方式将这两个空间彼此分开,通过径向轴密封将轴密封在壳体壁中。在每种情况下,传动装置在附图中由齿级22指示。壳体7被设计成在中间被轴向分开,因此实现了电机装置1的简化组装。

图2以示意性表示在轴向截面示出了第二可能实施方式中的根据本发明的电机装置1。图2示出了电机2被设计为H型布置的轴向磁通马达的图1中呈现的轴向柔软扭矩传递连接概念也可以转移到I型布置的电机2。在I型布置的轴向磁通马达的情况下,两个定子3,每个具有布置在定子壳体中的两个定子半部,并且每个在它们的中心容纳转子4,各自在外侧径向紧固到壳体7,并且各自在内侧径向承载轴承点611、612,转子轴W相对于定子3或定子壳体被安装在轴承点上。在该示例性实施方式中,径向位于定子3的定子半部中的一个定子半部的内侧的每个轴承点611、612由径向止推滚珠轴承组成,该径向止推滚珠轴承与另一个定子半部3上的第二径向止推滚珠轴承一起形成O型布置。在每种情况下,转子4被紧固到转子轴W,并且由在定子3的两个定子半部之间径向向外延伸的盘形部分组成。电机2的轴向磁通量穿过的气隙位于定子3的两个定子半部与转子4之间。图2中所示的电机2的转子4将由马达的磁性弹簧产生的扭矩传递到转子轴(转子轴部分)W。在左侧所示的电机2中,转子轴W经由板簧51连接到输出元件100或传动系的下游单元,例如传动装置。在该示例性实施方式中,转子轴W经由花键连接到联接元件110,多个周向分布的板簧组件51被紧固到该联接元件。每个近似切向(在周向方向上)延伸的板簧组件51通过其切向范围的另一端部区域被紧固(例如铆接)到紧固(例如焊接)到输出轴的连接凸缘。为了更好的概览,图2中所示的板簧组件在附图中被示出为旋动了大约90°,以便能够在图2的截面平面中示出板簧组件51的两个连接点。然而,在实际结构中,板簧的切向对准更合理。在左侧电机2中,电机2的转子轴W与联接元件110之间的花键代表电机2的简单组装接口。两个电机2的公共壳体7可以在中间分开,使得在传动装置已经安装在侧壁后面的其壳体区域中并被测试之后,马达可以从侧面被插入到壳体半部中。当马达被插入到壳体半部中时,联接元件110和转子轴W的两个花键轮廓被推入到彼此中,并且因此产生形状配合连接。

转子位置传感器20被放置在左侧马达上的转子轴W的一个轴承处,并且接地环21被放置在左侧马达上的转子轴W的另一个轴承处。

在图2中的右侧上的马达中,转子轴W被焊接到连接盘(联接元件110)上,该连接盘形成转子位置传感器20的测量表面。连接盘也用于在马达与输出元件100(传动装置)之间传递扭矩。为此,波纹管线52(例如金属管)被布置在连接盘与连接(例如焊接)到驱动轴(输出元件100)的连接元件111之间。该波纹管线52与电机2的转子轴线同心布置,并且在一侧被焊接到连接盘,并且在另一侧被焊接到连接环112。为了产生无间隙的组装接口,连接环112通过多个径向布置的螺钉被螺纹连接到连接元件111。即使在电机2已经安装在壳体7中之后,也可以通过壳体7中的径向开口接近螺钉,该径向开口可以用盖封闭。波纹管线52被设计成在轴向方向上是有弹性的,并且在周向方向上是有足够的扭转刚性的。类似于上述板簧51和下述柔性板53,波纹管线52是轴向柔软但传递扭矩的连接的可能实施方式。

图3和图4各自以示意性表示在轴向截面示出了第三或第四可能实施方式中的根据本发明的电机装置1。图3和图4示出了两个示例性实施方式,其中轴向柔软但传递扭矩的连接元件——在本发明的范围内也被称为轴向弹性长度补偿元件5——被布置在电机2的背离传动装置或输出元件100的一侧。在背离传动装置的转子半部的后侧,被设计为柔性板或环形盘53的轴向弹性长度补偿元件5被径向紧固在外侧。为此,定心和铆接点被分布在转子4的圆周上。柔性板在内侧径向被连接(铆接)到轮毂(联接元件110),该轮毂经由形状配合连接(花键)连接到被设计为驱动轴的输出元件100(传动装置输入轴)。柔性板是与电机2的旋转轴线同心布置的薄盘(例如,由弹簧钢制成的薄片金属盘或者上下放置的多个薄片金属盘的组件),其在一个部件上分布在圆周周围的几个点处径向紧固在外侧,并且在另一个部件上分布在圆周周围的几个点处径向紧固在内侧。柔性板可以从径向向外到径向向内传递扭矩,反之亦然,并且同时,由于其薄的平面形状,柔性板在电机2的旋转轴线的方向(垂直于柔性板的片平面)上轴向柔软,并且因此可以补偿电机2与输出元件100之间的轴向位移。在图3和图4中,电机2的定子3被紧固到壳体7,并且转子4被可旋转地安装在定子3上。

图3示出了示例性实施方式,其中传动装置输入轴在一侧由轴承622径向和轴向支承在壳体7的侧壳体壁上,并且另外可以在另一侧径向经由电机2的转子4上的轮毂(或联接元件110)和柔性板(环形盘53)径向自支承。由于柔性板与将传动装置输入轴支承在壳体壁上的轴承622之间的轴向距离是大的,因此传动装置与电机2的转子4之间的小的轴向偏移误差可以通过被设计为驱动轴的输出元件100的轻微错位来补偿。图4的示例性实施方式非常类似于图3的示例性实施方式;然而,在传动装置输入轴(输出元件100)与转子4之间另外安装有滚针轴承623。该变型几乎不能补偿轴向偏移误差,并且因此依赖于电机2与传动装置或输出元件100之间的非常精确的对准。然而,明显更大的径向支承力可以通过滚针轴承623从输出元件(传动装置轴)引入到电机2中。由于滚针轴承623直接位于电机2的中心,因此支承力也被引入到电机2的中心中,并且不会引起作用在转子4上的任何倾斜力矩。

图5以示意性表示在轴向截面示出了第五可能实施方式中的根据本发明的电机装置1。图5示出了即使在转子4没有直接安装在定子3上的电机2的情况下,到驱动系的下游部件的轴向柔软扭矩传递连接也是可能的。图5示出了H型布置中的轴向磁通马达,其转子4经由轴承点631、632安装在壳体7的侧壁上或中的右侧和左侧。为了确保由连接到电机2的驱动系的传动装置和/或其他单元(例如车轮)引起的变形不会对电机2产生负面影响,在转子4的这种类型的安装中,不仅必须考虑轴,而且还必须考虑支承转子4的壳体7的侧壁。因此,在该示例性实施方式中,为传动装置提供了独立支承壁71,该支承壁被螺纹连接到壳体7的一侧。由于传动装置现在在其自身的支承壁71上支承其轴向力,并且不会将轴向力传递到上面安装转子4的同一壳体侧壁,因此没有不希望的约束力和/或位移从壳体侧壁传递到转子4。在该示例性实施方式中,传动装置输入轴或输出元件100再次经由板簧51连接到转子4(如已经在图1中所示),从而轴的位移不会对转子4产生负面影响。

用于传动装置的独立支承壁71还提供了以下优点,该壁可以由与传动装置的其余部分或壳体7不同的材料制成。因此,例如,可以用钢制造支承壁71以便获得高弹性模量以减少变形,并且用铝制成其他壳体部件以减轻重量。图5通过示例的方式示出,在此处呈现的示例性实施方式中,在内侧径向上存在空间,以便将单独的轴插入穿过在此描述的电机装置1。这对于电动轴尤其有用,在电动轴中扭矩将从布置在电动马达一侧的传动装置传递到车辆的两个车轮。然后,从传动装置到布置在电动马达另一侧的车轮的扭矩传递可以经由在内侧径向插入穿过电动马达的这个单独的轴来进行。

图6以示意性表示在轴向截面示出了第六可能实施方式中的根据本发明的电机装置1。图6示出了示例性实施方式,其中电机2不仅被保护免受相邻部件的轴向位移,而且还可以补偿电机2与接收电机2的扭矩的驱动系的单元之间的轴向偏移和角度误差。图5中所示的实施方式与图6中所示的实施方式之间的区别是,经由壳体7的轴承点622安装在独立支承壁71中的传动装置输入轴(输出元件100)没有被设计为直到转子4上的轴向弹性连接点的单件。根据图6,转子4经由第一轴向柔软扭矩传递连接点(或经由第一轴向弹性长度补偿元件5)连接到连接套筒113。然后,该连接套筒113经由第二轴向柔软扭矩传递连接点(或经由第二轴向弹性长度补偿元件5)连接到传动装置输入轴(输出元件100)。由于轴向弹性长度补偿元件5、51(已经在图1和图2中描述的板簧组件51在图6中示出)不仅可以补偿轴向变形,而且还可以补偿相邻组件的两个旋转轴线之间的角度偏移,两个轴向弹性长度补偿元件5之间的连接套筒113可以相对于转子4的旋转轴线和/或传动装置输入轴的(输出元件100的)旋转轴线稍微倾斜。由于连接套筒113相对于一个或两个相邻系统的倾斜位置,连接套筒113可以补偿相邻系统的角度误差、轴向偏移和摆动移动。具有其传动装置输入轴的传动装置在此仅应该被理解为吸收电机2的扭矩的驱动系的单元的示例。当电机2被连接到另一个单元或另一个元件时,在此描述的功能原理也起作用。

图7以示意性表示在轴向截面示出了另一可能实施方式中的根据本发明的电机装置1的细节。根据所示的实施方式,定子3通过插入另一个长度补偿元件——在此呈扭矩支承件8的形式——在旋转方向上被支承,并且被连接到壳体7,使得定子至少可相对于壳体轴向移动。扭矩支承件8被设计为固定在壳体7的壁中并且在平行于电机2的旋转轴线的轴向方向上延伸的延伸部81,该延伸部被布置成在定子3的本体或壳体中的相应的容纳部30中的区域中被引导。被设计为销的延伸部81在相应的用于轴向补偿的容纳部30中被安装在其引导件的区域中,使得它可以通过经由弹性体或其他弹簧装置的力来移动。另外,示出了供应线路9,其从上方穿过壳体壁供给到定子壳体以便例如向其供应冷却液。供应线路9被设计成在区域中是有弹性的,这在此通过被设计为波纹管线的部分示出。因此,供应线路也可以补偿定子3与壳体7之间的不期望的移动,并且有助于避免在电机2内出现的电压。

图8以示意性表示在轴向截面示出了可能实施方式中的根据本发明的电机2被设计为径向磁通电机的电机装置1。在结构和功能方面,在此所示的具有径向磁通电机的实施方式对应于图5中所示的具有轴向磁通电机的实施方式。图8示出了径向磁通马达,其转子4经由轴承点631、632安装在壳体7的侧壁上或中的右侧和左侧。为了确保由连接到电机2的驱动系的传动装置和/或其他单元(例如车轮)引起的变形不会对电机2产生负面影响,在转子4的这种类型的安装中,不仅必须考虑轴,而且还必须考虑支承转子4的壳体7的侧壁。因此,在该示例性实施方式中,为传动装置提供了独立支承壁71,该支承壁被螺纹连接到壳体7的一侧。由于传动装置现在在其自身的支承壁71上支承其轴向力,并且不会将轴向力传递到上面安装转子4的同一壳体侧壁,因此没有不希望的约束力和/或位移从壳体侧壁传递到转子4。在该示例性实施方式中,传动装置输入轴或输出元件100也经由板簧51连接到转子4,使得轴的位移不会对转子4产生负面影响。

用于传动装置的独立支承壁71还提供了以下优点,该壁可以由与传动装置的其余部分或壳体7不同的材料制成。因此,例如,可以用钢制造支承壁71以便获得高弹性模量以减少变形,并且用铝制成其他壳体部件以减轻重量。图8通过示例的方式示出,在此处呈现的示例性实施方式中,在内侧径向上存在空间,以便将单独的轴插入穿过在此描述的电机装置1。这对于电动轴尤其有用,在电动轴中扭矩将从布置在电动马达一侧的传动装置传递到车辆的两个车轮。然后,从传动装置到布置在电动马达另一侧的车轮的扭矩传递可以经由在内侧径向插入穿过电动马达的这个单独的轴来进行。

图9以示意性表示在轴向截面示出了在另一实施方式中的根据本发明的电机2被设计为径向磁通电机的电机装置1有。在结构和功能方面,在此所示的具有径向磁通电机的实施方式基本上对应于图6中所示的具有轴向磁通电机的实施方式。图9以示意性表示在轴向截面示出了在另一个可能实施方式中的根据本发明的电机2被设计为径向磁通电机的电机装置1。图9示出了示例性实施方式,其中电机2不仅被保护免受相邻部件的轴向位移,而且还可以补偿电机2与接收电机2的扭矩的驱动系的单元之间的轴向偏移和角度误差。,在根据图9的实施方式中与图8中所示的实施方式之间的区别是,使用了两个轴向弹性长度补偿元件5,而不是仅一个轴向长度补偿元件5。在此处所示的实施方式中,经由连接器环连接的两个轴向弹性长度补偿元件5被布置成在转子4与输出元件100之间逐个串联连接。根据图9,转子4经由第一轴向柔软扭矩传递连接点(或经由呈环形盘53(柔性板)的形式的第一轴向弹性长度补偿元件5)连接到连接器环114。然后,该连接器环114经由第二轴向柔软扭矩传递连接点(或经由第二轴向弹性长度补偿元件5——在此呈板簧组件51的形式)连接到传动装置输入轴(输出元件100)。由于轴向弹性长度补偿元件5不仅可以补偿轴向变形,而且还可以补偿相邻组件的两个旋转轴线之间的角度偏移,因此两个轴向弹性长度补偿元件5之间的连接器环114可以相对于转子4的旋转轴线和/或传动装置输入轴的(输出元件100的)旋转轴线稍微倾斜。由于连接器环114相对于一个或两个相邻系统的倾斜位置,连接器环114可以补偿相邻系统的角度误差、轴向偏移和摆动移动。具有其传动装置输入轴的传动装置在此仅应该被理解为吸收电机2的扭矩的驱动系的单元的示例。当电机2被连接到另一个单元或另一个元件时,在此描述的功能原理也起作用。

针对轴向磁通电机示出的其他解决方案也可以转移到径向磁通电机,如在此使用转移到径向磁通电机的两个示例性解决方案的情况。

在示例性实施方式中示出的轴向弹性长度补偿元件5、51、52、53总是仅作为具有这些特性的元件的示例示出。在所有示例性实施方式中,总是可以使用不同设计的元件,例如板簧51、环形盘53(柔性板)或波纹管或波纹管线52。另外,弹性扭矩传递元件的设计不限于这三个实施方式。

因此,本发明总体上不限于附图中所示的实施方式。因此,以上描述不应被视为是限制性的,而是解释性的。所附权利要求应被理解为意味着所限定的特征存在于本发明的至少一个实施方式中。这并不排除其他特征的存在。如果专利权利要求书和以上的说明书限定了“第一”和“第二”特征,则该名称用于区分相同类型的两个特征,而没有限定优先顺序。

附图标记列表

1电机装置

2机器

3定子

4转子

5长度补偿元件

51 板簧

52 波纹管线

53 环形盘

6部件

7壳体

70 容纳部

71 支承壁

20 转子位置传感器

21 接地环

22传动装置,齿级

100 输出元件

110 联接元件

111 连接元件

112 连接环

113 连接套筒

114 连接器环

W 转子轴

611、612轴承点(转子/定子)

621、622轴承点(输出轴/壳体)

623滚针轴承(转子/输出轴)

631、632轴承点(转子/壳体)。

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06120115968551