CN103051150A - 用于电磁缓速器的可互换定子以及装配有该定子的电磁缓速器 - Google Patents

Abstract

本发明在其优选实施方式中涉及旨在用于车辆齿轮箱和车轴设备的电磁缓速器的定子（1'），该定子包括：至少一个电磁线圈（2）组件，两个等同的环状径向凸缘（5'、5″），以及位于每个电磁线圈的两端的每个径向横向表面上的非对称极靴（6），该定子通过中央轴向螺钉（7）、穿孔附接柱螺栓进行附接，所述穿孔附接柱螺栓相对于位于所述横向表面之间且平行于所述横向表面的正中面（M）对称，并附接至所述电磁线圈（2）支承件（5'、5″）以通过使用紧固件在所述横向表面中的一个或另一个旁将所述定子（1'）附接至所述车辆的定子支承件。

Description

用于电磁缓速器的可互换定子以及装配有该定子的电磁缓速器

技术领域

本发明涉及用于电磁缓速器的感应定子以及装配有该定子的电磁缓速器。

更具体地，本发明涉及用于直接安装在机动车辆变速器的齿轮箱（例如机动车辆的车轴或齿轮箱壳体）上的电磁缓速器的定子。

更具体地，本发明涉及用于旨在安装在车辆的齿轮箱和/或车轴上的电磁缓速器的定子，该定子包括至少一个电磁线圈以及通过中央轴向螺钉附接的位于各电磁线圈的各径向横向端面上的一个非对称极靴。

背景技术

车辆电磁缓速器可被用于辅助常规的（行车）制动器，常规的（行车）制动器包括集合在一起并压靠至少一个轮毂盘以制动车辆的制动块。由于存在与常规的制动器平行的耐久制动系统（例如电磁缓速器），特别对于重型车辆（例如货车）而言，能够更安全地实现车速的减缓，尤其是在制动块的过早磨损不可避免的长下坡情况下。由于常用的耐久制动系统，电磁缓速器因此能够限制磨损件的更换并降低车辆维护的成本和时间。

通常，电磁缓速器包括至少一个定子和至少一个转子。如果定子直接连接至车辆变速器齿轮箱（例如齿轮箱壳体或传动车轴壳体），并且不横穿缓速器组件中的驱动轴，则该缓速器被称为“Focal”缓速器（注册商标）。否则，也就是说，通过旨在放置在车轴与齿轮箱之间的驱动轴上的电磁缓速器，所述驱动轴被至少一个缓速器分为两个部件或部分，该缓速器被称为“Axial”缓速器（注册商标）。

在文献FR 2577357中作为示例描述的Focal型的电磁缓速器包括环形感应定子，环形感应定子分别在两侧具有第一前转子和所谓的第二后转子。环形感应定子由具有偶数个线圈的环组成，线圈的轴线平行于缓速器的轴线，由大体环状的横向凸缘支承，各线圈具有由磁性材料制成且穿过所述凸缘的圆柱形磁极铁芯、以及环绕所述支承的磁极铁芯以形成磁极的电线绕组，所述磁极铁芯沿与定子所在的平面垂直的所述磁极铁芯的轴线方向被固定，并且以部分覆盖同时保持线圈的扩口端终止。

铁芯的扩口端通常由被称为极靴的板组成，极靴具有相对于通过装置的轴线以及相应铁芯的轴线的径向平面对称的轮廓，其主要作用在于延伸并引导线圈的磁效应。

极靴执行下面这些功能：

-其在线圈与电枢之间保持一定距离以限制施加在电枢上的轴向磁引力；

-其确保电枢中的磁通量的良好分布，并因此确保产生有效的涡流；

-其还发挥保持及保护线圈和/或磁极铁芯的机械作用。

在某些情况下，极靴具有轴向延伸超过线圈的特定形状以优化磁通通路，从而上述缓速器中因涡流的产生而增加扭矩。

FR 2 574 228描述了非对称极靴，其意味着各极靴的圆周截面相对于通过缓速器的轴线以及通过相应铁芯的轴线的径向平面是非对称的，其中，从所述平面开始“前尖（leading horn）”比“后尖（trailinghorn）延伸得更远。极靴的“前尖”和“后尖”分别对应于所述极靴相对于连续电枢环状元件的相对行进方向的“上游”或“前”边缘以及“下游”或“后”边缘，这意味着当连续电枢环状元件行进通过各极靴时，所述元件的各个点从所述极靴的“前尖”移动至“后尖”。

由于极靴面对电枢盘，极靴的位于通过极轴线的径向平面前面的区域大于其位于上述径向平面后面的区域，因此与极靴相对于上述径向平面对称布置的常规配置相比，因在极靴后侧上的较低磁饱和而能够实现更高的制动扭矩。

例如，在文献FR 2863787中描述了具有非对称极靴的Focal类型的电磁缓速器，并在下面附于说明书之后给出的现有技术图1A、图1B、图1C以及图2A、图2B、图2C中示出，其中，涡流装置包括位于其中心的定子1和两个电枢转子3，定子1包括感应线圈2，两个电枢转子3分别位于定子的同轴两侧上，并可相对于定子绕转动轴线X转动。

各线圈被由磁性材料制成的圆柱形磁极铁芯横穿，线圈与环状径向板4和较厚的环状径向凸缘5构成整体，较厚的环状径向凸缘5的外周边缘轴向回折以使其刚度更大，环状径向板4和较厚的环状径向凸缘5布置在线圈的相反两端，这两端均装配有较大截面的极靴6，极靴6例如与中央轴向螺钉7附接，中央轴向螺钉7位于各相应线圈的铁芯的外侧以及环状径向板4和环状径向凸缘5上。

各转子（未示出）包括至少一个电枢盘，至少一个电枢盘被布置为与相应的极靴6相对并具有插入的空隙（未示出），其中，电枢盘以方向（F）行进通过极靴6，各极靴6面对电枢盘，并且极靴6的位于通过转动轴线X且通过相应线圈轴线的径向平面前部的区域（前尖E）大于位于上述径向平面后部的区域（后尖S）。

分别设置在线圈组的各径向横向端面上的两组非对称极靴相对于行进方向（F）以相同的方向定向。实际上，通过两个相应的电枢转子的合作，与极靴相对于上述径向平面对称布置的常规配置相比，由于在极靴后侧上的较低的磁饱和而能够实现更高的制动扭矩。

由夹层式组件（极靴6-板4-线圈2-凸缘5-极靴）构成的定子1被布置成夹在两个转子（前和后）之间，其中定子1与两个转子之间还具有空隙。定子1由所述大体环状的横向凸缘5支承，环状的横向凸缘5在其外周处装配有轴向硬化边缘8，并且通过与定子凸缘5构成整体的定子附接凸耳10向外伸展地安装在具有透孔钟形框架9的所述壳体上，通过螺钉附接至框架9的四个臂11。

框架为刚性部件，其可由例如可锻铸铁制成并具有定子附接臂11，定子附接臂11与定子附接凸耳10相匹配。这些定子附接凸耳由上述螺钉横穿，螺钉的头部支承在定子附接凸耳的外表面上以使定子1附接至框架9的臂11，框架9的臂11自身已附接至壳体的主体，从而实现了电子缓速器以已知的方式直接安装在机动车辆变速器的齿轮箱上，因此在从所述车辆的车轴壳体13或齿轮箱12通过其转子（未示出）离开时向外伸展。

Focal型磁缓速器定子与如上所述定向的位于两个表面上的非对称极靴的附接实际上具有严重的缺陷。这种类型的配置需要使用特别为齿轮箱定制的定子或特别为车轴定制的定子，因为根据电枢转子行进通过非对称极靴的方向（如上所述），磁路由位于定子的各表面（左和右）上的等同定向的非对称极靴引导。这需要为具有引导的磁路的定子提供单一的安装方向以及支承和附接装置，例如，也能够实现上述极靴引导的支承凸缘和附接凸耳。因此对于齿轮箱或车轴中的每种类型的组件，都有不同的设计，两者是不能互换的。

此外，这样两种类型的特定缓速器的制造和销售需要复杂的逻辑管理以及因此需要额外的投资。

发明内容

本发明的特别目的在于克服上述缺陷。

本发明建议了用于在两个表面上具有非对称极靴的Focal型缓速器的新设计，以及标准化定子的新设计，该定子可因此附接至车辆的齿轮箱或车轴而无需对其结构进行任何改变，尽管由定向的非对称极靴引导的磁路总是保持特定于由车辆变速器驱动的转子的行进方向。

由此，根据本发明，用于车辆的电磁缓速器的感应定子，包括：

-至少一个电磁线圈组件，

-至少一个大体径向且环状的电磁线圈支承件，

-位于每个所述电磁线圈的两端处的每个径向横向表面上的非对称极靴，

其特征在于，还包括：

-用于附接所述定子的装置，所述装置相对于位于所述横向表面之间且平行于所述横向表面的正中面为对称的，并附接至所述电磁线圈支承件以通过使用紧固件在所述横向表面中的一个或另一个处将所述定子附接至所述车辆的定子支承件。

在优选的实施方式中，电磁线圈支承件包括位于所述电磁线圈组件的相反两端的每个上的环状径向凸缘，并且所述用于附接定子的装置为穿孔附接柱螺栓，所述穿孔附接柱螺栓相对于所述正中面为对称的，连接所述径向凸缘以通过紧固件将所述电磁缓速器定子附接至所述车辆的定子支承件。

在另一实施方式中，电磁线圈支承件包括分别位于所述电磁线圈组件的相反两端上的环状径向板和环状径向凸缘，并且所述用于附接定子的装置为在拐角中制成的附接孔，所述附接孔沿凸缘的外周对称地分布并根据定子的厚度对称地布置；还能够提供附接凸耳，所述附接凸耳相对于所述正中面对称、与定子凸缘构成整体、覆盖附接孔。

紧固件可以是螺钉、螺栓或其他已知的常规机械附接装置。

此外，本发明还涉及具有位于两个表面上的非对称极靴的Focal型电磁缓速器，Focal型电磁缓速器包括如上所述的至少一个定子。

附图说明

通过对下面以非限制性示例形式给出的实施方式的描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，在附图中：

-图1A、图1B和图1C为现有技术Focal型电磁缓速器定子的侧视图，图1A示出位于两个表面上的专用的“齿轮箱”非对称极靴，图1B示出上述缓速器在齿轮箱上的安装，以及图1C示出以Z方向从齿轮箱看过去的现有技术中的定子的视图；

-图2A、图2B和图2C分别为与图1A、图1B和图1C相类似的现有技术Focal型电磁缓速器定子的视图，然而，图2A示出位于两个表面上的专用的“车轴”非对称极靴，图2B示出上述缓速器在车轴上的安装，以及图2C示出以Z方向从车轴看过去的现有技术中的定子的视图；

图1A至图1C和图2A至图2C已在上文进行了描述。

-图3A和图3B为根据本发明的第一实施方式的图3A中的定子附接孔以及图3B中的延伸的附接凸耳沿图1C或图2C的平面P的轴向截面的局部示意图；

-图4A、图4B和图4C为根据本发明的Focal型电磁缓速器定子的侧视图，图4A示出位于两个表面上的专用的“齿轮箱”非对称极靴，图4B示出上述缓速器在齿轮箱上的安装，以及图4C示出以Z方向从齿轮箱看过去的根据本发明的优选实施方式的定子的视图；

-图5A、图5B和图5C分别为与图4A、图4B和图4C相类似的根据本发明的优选实施方式的Focal型电磁缓速器定子的视图，然而，图5A示出位于两个表面上的专用的“车轴”非对称极靴，图5B示出上述缓速器在车轴上的安装，以及图5C示出以Z方向从车轴看过去的根据本发明优选实施方式的定子的视图；

参照附图，下面对本发明的用于Focal型电磁缓速器的优选但非限制性的应用进行了描述，其中Focal型电磁缓速器具有位于两个表面上的定向的非对称极靴。

一些不同的附图中的结构或功能等同的构件总是由相同的数字或字母标记来表示。

具体实施方式

如图3A至图3B所示，根据本发明的定子的第一实施方式，电磁线圈支承件包括环状径向板4和环状径向凸缘5″′，环状径向板4和环状径向凸缘5″′分别位于电磁线圈组件2的相反两端，定子附接装置为设置于各个拐角中的附接孔21，附接孔21沿凸缘5″′的外周对称分布并根据定子的厚度对称布置；还能够提供附接凸耳22，附接凸耳22相对于正中面为对称的、与定子凸缘5″′构成整体、覆盖附接孔。

如图4A至图4C和图5A至图5C所示，根据本发明的定子的优选实施方式的创新设计，电磁缓速器定子1'包括偶数数量（例如如图4C和图5C所示为10个）的线圈组件3，线圈组件3绕定子的轴线X以规则的方式成角度地分布。

如图4A至图4C和图5A至图5C所示，在定子的相反两端处，几乎彼此等同的左凸缘5'和右凸缘5″至少在四个对称拐角处用常规定子安装装置14（例如间隔器，诸如垫片或管）连接在一起。在四个对称拐角处还布置有相对于轴线X对称且相对于正中面M对称的定子附接装置15，定子附接装置15也连接两个定子支承凸缘5'和5″。这里为了简化说明未示出缓速器转子。

更具体地，图4C和图5C分别示出以Z方向从齿轮箱看过去的根据本发明的优选实施方式的定子的视图和以Z'方向从车轴看过去的根据本发明的优选实施方式的定子的视图，其中，定向的非对称极靴6旨在用于安装在齿轮箱壳体（未示出）上，也就是说，各个极靴面对电枢转子盘（未示出）并且极靴6的相对于通过转动轴线X（也为定子轴线）且通过相应线圈轴线的径向平面的前部区域（前尖E）大于相对于此径向平面的后部区域（后尖S）。相对的电枢转子盘（未示出）由齿轮箱或车轴的相应的前轴或后轴驱动，并以与轴相同的逆时针方向（也就是上述行进方向F）转动。

在位于定子的相同侧布置在支承凸缘5'或5″前面的各个极靴6通过轴向螺钉7或7'附接至相应线圈的铁芯（未示出）中心。轴向地，各极靴6由外端侧面限定，位于定子1'的相同侧上的极靴的所有外侧面彼此共面并平行于定子支承凸缘5'和5″。

如前所述，定子支承件的凸缘通过透孔钟形结构由壳体支承。

这些定子支承凸缘5'和5″自身在其中心被具有相对较大直径D的圆孔16穿透，在其外周具有对应于极靴6数量的较小的孔（未示出），例如图4A至图4C和图5A至图5C所示的10个，每个孔适用于接纳一个线圈铁芯。这些铁芯由添加在其轴向端部上并位于凸缘5'和5″前面（如下文所述）的非对称极靴来终止。

在所有极靴的竖直侧的外端处外接的外接圆C的直径A略小于定子的总宽度L，所述宽度为凸缘的宽度，凸缘的宽度自身通常沿其外周由用于加固和保护的回折边缘（17）限定。

凸缘5'和5″为大体环状形状，所述凸缘的整个外周并且因此其回折边缘17的整个外周通常具有这样的形状，该形状在绕轴线X规则分布且与框架（未示出）的四个臂对应的四个拐角中具有宽度1，使得由拐角的回折边缘17和与直径A的圈C基本相切的线Lt限定的该宽度足够大以允许定子安装装置14和定子附接装置15的布置，定子安装装置14和定子附接装置15相对于正中面M对称。

在如图4C和图5C所示的10个线圈的情况下，所述凸缘的整个外周有利地呈大体正方形，并且为了易于制造而具有圆拐角或切割拐角，如图4C和图5C所示，也就是说，由小于正方形四个边的四个斜边18代替，其中每个斜边基本平行于上文在所述拐角中限定的线Lt。凸缘的整个外周的其他形状根据线圈的数量被限定。

定子附接装置15相对于通过正方形的已经被圆化或切割且与前述框架的臂对应的角落的直径A的延长线对称地布置在所述四个拐角中，从而连接布置在所述电磁线圈组件的相反两端处的两个定子支承凸缘5'和5″。

这些定子附接装置15可以是穿孔附接柱螺栓，穿孔附接柱螺栓如图4A至图4C和图5A至图5C所示相对于正中面M对称，连接两个定子支承凸缘5'和5″以通过紧固件将定子附接至车辆的定子支承件，例如上述框架的四个臂。

用于每个柱螺栓的钻孔19是平滑的且由这样的方式制造，即紧固件（例如螺钉杆）能够通过钻孔的整个长度，该长度稍大于两个凸缘5'与5″之间的定子的厚度，相对于凸缘5′与5″表面的突出部20因此形成用于紧固件（螺钉）杆的壳体。

通过使用这样的柱螺栓，该柱螺栓从一侧至另一侧基本对称并具有通过定子厚度的钻孔，由于定子自身的构件也是从一侧至另一侧对称的，所以柱螺栓能够在任一侧上通过紧固件附接定子1'，并允许将根据本发明的相同设计的定子1'安装至车辆的齿轮箱壳体或安装至车辆的车轴壳体。

定子附接装置通常包括两个平行的柱螺栓，这两个柱螺栓侧向连接成整体以通过紧固件将定子1'附接至上述框架的臂。紧固件可以为至少一个销钉，例如常用于将定子附接至上述框架的臂的销钉。这样的销钉旨在通过钻孔的整个长度，并且其杆埋入上述框架的臂的螺纹附接部分。作为一种变型，紧固件可以是螺钉、螺栓、带或用于该目的的任何其他常规装置。作为一个示例，柱螺栓的尺寸为100mm厚、120mm宽以及26mm高。

无论最终选择哪种实施方式，都能够获得具有标准化定子的Focal型缓速器；与事先已知的定子和缓速器情况一样，当在车辆上进行安装时，不再必需对两种类型的定子或两种类型的电磁缓速器进行区分。

缓速器的制造和销售的管理也由单一标准化参考被简化及优化，因此降低了投资和运营成本。

当然，本发明可具有许多替换的变型。虽然已描述了一个或多个实施方式，但可以理解，详细列出所有可能的实施方式并不实际。

Claims (7)

1.用于电磁缓速器的感应定子（1'），包括：

-至少一个电磁线圈（2）组件，

-至少一个大体环状的电磁线圈支承件（5'、5″、5″′），

-位于每个所述电磁线圈的两端的每个径向横向表面上的非对称极靴（6），

其特征在于，还包括：

-用于附接所述定子的装置（15），所述用于附接所述定子的装置（15）相对于位于所述横向表面之间且平行于所述横向表面的正中面为对称的，并附接至所述电磁线圈（2）支承件（5'、5″、5″′）以通过使用紧固件在所述横向表面中的一个或另一个处将所述定子（1'）附接至所述车辆的定子支承件。

2.根据权利要求1所述的用于电磁缓速器的感应定子，其中，所述定子支承装置包括位于所述电磁线圈组件的相反两端处的第一环状径向凸缘（5'）和第二环状径向凸缘（5″）。

3.根据权利要求1或2所述的用于电磁缓速器的感应定子，其中，所述定子附接装置（15）为穿孔附接柱螺栓，所述穿孔附接柱螺栓相对于所述正中面（M）为对称的。

4.根据权利要求1所述的用于电磁缓速器的感应定子，其中，

-所述定子支承件由环状径向板（4）和环状径向凸缘（5″′）构成，所述环状径向板（4）和所述环状径向凸缘（5″′）分别位于所述电磁线圈组件的对应相反两端，

所述用于附接所述定子的装置布置在所述凸缘（5″′）上。

5.根据权利要求4所述的用于电磁缓速器的感应定子，其中，所述定子附接装置为在拐角中制成的附接孔（21），所述附接孔（21）沿所述凸缘（5″′）的外周对称地分布并根据所述定子的厚度对称地布置。

6.根据权利要求5所述的用于电磁缓速器的感应定子，其中，所述定子附接装置为附接凸耳（22），所述附接凸耳（22）相对于所述正中面（M）对称、与所述定子凸缘（5″′）构成整体、覆盖所述附接孔（21）。

7.用于机动车辆的电磁缓速器，其特征在于，所述电磁缓速器包括根据权利要求1至6中任一项所述的至少一个定子。

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