CN104245382A - 具有电位平衡的轮毂电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轮毂电动机，用于驱动机动车辆。在使电磁波的辐射达到最小的同时避免使用于支承转子的轴承的滚动轴承老化，其方式是所述轮毂电动机具有转子、轮毂(1)、轮毂轴承和接触元件(4)，所述轮毂轴承具有第一轴承环(2)和第二轴承环(3)，第一轴承环不可相对转动但导电地连接到所述轮毂(1)，所述第二轴承环不可相对转动但导电地连接到所述转子，所述接触元件用于使所述轴承环(2、3)产生导电连接。所述接触元件(4)经由弹簧(6)抵靠所述轮毂(1)进行支承，并且所述接触元件(4)与电位平衡元件(5)压力接触，所述电位平衡元件与第二轴承环(3)不可相对转动但导电地连接。

Description

具有电位平衡的轮毂电动机
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的、用于驱动机动车辆的轮毂电动机。
背景技术
特别是对于电力驱动的机动车辆来说，已知牵引电动机直接布置在待驱动的车轮中。在这里，所述电力牵引机的转子能直接与所述车轮的轮辋相连接。从DE 102006040223A1已经熟知这种构思，称之为直接驱动。从EP 1382476B1熟知的结构示出了一种替代实例，其中所述电动机通过变速器作用到待驱动的车轮上。
在两种情形下，所述驱动必须满足关于电磁兼容性(EMV)的规则。然而通过定子产生的电磁场在转子中感应电压。感应电压可能产生的电流从转子通过转子轴经由滚动轴承传导到大地。特别是在高转速时，布置在所述轴承环之间的滚动轴承与所述轴承环脱离机械接触，从而滚动体通过润滑油膜而与至少其中一个轴承环间隔开。然而电绝缘润滑剂具有有限的绝缘强度。如果感应电压导致润滑剂中局部放电或者介电击穿，则产生辐射，这从电磁兼容性的角度来看或许不是避免的。这种击穿还可能导致轴承环和滚动体上触头烧损，这使所述元件过早老化。
从DE 102010022320A1熟知一种具有权利要求1前序部分所述特征的、用于驱动机动车辆的轮毂电动机。在这里通过在电机转子和定子之间借助于接触元件形成电连接来阻止轴承通电和电磁波辐射。
发明内容
本发明的目的在于，对于轮毂驱动器，使用于支承转子的滚动轴承的老化达到最小，并且避免电磁波辐射，其中力求得到成本特别适宜的技术方案。
这个目的利用具有权利要求1所述特征的轮毂电动机实现。这种用于驱动机动车辆的轮毂电动机包括：
-转子；
-轮毂；
-轮毂轴承，其具有第一轴承环和第二轴承环，所述第一轴承环与所述轮毂不可相对转动但可导电地连接，所述第二轴承环与转子不可相对转动但可导电地连接，以及
-接触元件，它用于使所述轴承环之间产生导电连接，
其中所述接触元件通过弹簧抵靠所述轮毂进行支承，并且所述接触元件与电位平衡元件压力接触，所述电位平衡元件与第二轴承环不可相对转动但可导电地连接。
本发明的有利实施方式从从属权利要求得知。
本发明相对于从DE 102010022320A1熟知的技术方案得到一种明显的结构改进。在这里，本发明基于这样的认识，即如果所述轮毂驱动器的转动部件可设计为成型件或深冲件，轮毂驱动器的设计费用和因而本发明的制造成本可显著降低。这种制造技术的优点通过所述接触元件通过所述弹簧抵靠所述轮毂进行支承来获得，所述接触元件使所述轮毂轴承的两个轴承环彼此导电地连接并且因而轴承电流的形成被抑制，所述轴承电流会导致润滑剂的损害。作为轮毂，这里以及在整个文件中理解为将车轮固定在轴、车桥或者轴颈上的每个元件。
根据本发明，所述弹簧使所述接触元件压靠电位平衡元件，所述电位平衡元件与所述轮毂电动机的转动部件形成连接。所述电位平衡元件在本发明的有利改进方案中构造为用于轮毂轴承的盖罩，该盖罩必须相应地只构成用于压力接触的对接面并且制造为简单的深冲件，无需任何切削加工。因为所述轮毂轴承的静止件，尤其是轮毂，反正必须切削加工，在这一点上相对于从DE 102010022320A1熟知的技术方案制造费用并没有增加。
根据本发明，通过弹性接触元件到所述轮毂轴承的静止件即轮毂中的本发明的整合获得视觉优点，因为尤其是构造为盖罩的电位平衡元件因此能够在视觉上吸引人地构造。此外，所述接触不对结构产生影响。
在本发明的有利构型中，所述接触元件与轮毂防脱离地连接。因此保证所述接触元件在轮毂轴承打开时也被阻止脱落。
本发明的另一有利实施方式特征在于，所述轮毂包括一个盲孔，所述接触元件支承在所述盲孔中，其中，所述弹簧安置在所述盲孔的底部并使所述接触元件压靠到所述电位平衡元件上。所述盲孔能够利用不同的切削方法制成，例如车削、铣削和钻孔。
所述接触元件的脱落在轮毂轴承打开时能够特别简单地实现，其方式是在本发明的有利构型中，所述盲孔具有一与底部相对的开口，所述开口的直径选定为使所述接触元件防脱离地固定在盲孔中。所述盲孔入口的所述直径能够尤其通过环形模压、点模压或者卷边实现。
在本发明的另一有利实施方式中，所述接触元件与电位平衡元件具有近似点接触，所述接触点位于所述转子的旋转轴线上。通过这种结构措施，引起根据本发明的电位平衡的摩擦被减小到最小。
在一个有利的实施方式中获得摩擦少和同时可靠电接触的接触面，其中所述接触元件具有凸形地构造的接触面，所述接触面与电位平衡元件构成所述压力接触。
在这里特别可能和有利的是，所述接触元件被构造为球体。所述球体能够以非常简单的方式和方法借助于螺旋弹簧与盲孔的底部相对地支承在轮毂内部。
为了减小磨损和避免所述滚动轴承的润滑剂的污染，提出了本发明的一个有利的实施方式，其中，所述电位平衡元件包括硬化板，所述硬化板与接触元件形成压力接触。
因为通常要求机动车辆的前侧发动机舱的中心的原动机被省去，具有前述实施例中任一实施例所述的轮毂电动机的机动车辆能实现完全新型的机动车辆方案。在这里建议机动车辆的四个车轮中的每个车轮都装配有一个自己的轮毂电动机。以这种方式和方法能简单地实现车轮选择的驱动。
附图说明
下面借助于参考附图示出的实施例，详细解释和说明本发明。其中：
图1示出了用于轮毂电动机的轴承单元的第一实施方式；
图2示出了用于轮毂电动机的轴承单元的第二实施方式；
图3示出了用于轮毂电动机的轴承单元的第三实施方式；
图4示出了用于轮毂电动机的轴承单元的第四实施方式；
图5示出了用于轮毂电动机的轴承单元的第五实施方式。
具体实施方式
在所有附图中彼此对应或相同作用的部件用相同的附图标记表示。
图1示出了根据本发明的、用于轮毂电动机的轴承单元的第一实施方式。所示元件可粗略地分成两类。一方面存在与所述轮毂电动机的转子不可相对转动地机械联接并且因而在持续运行中自身旋转的元件。另一方面，所示的轴承单元包括与所述电机的定子不可相对转动地机械联接并且因而从旋转上来看是静止的。
作为静止元件，所述轮毂轴承单元包括轮毂1，双排滚动轴承的第一轴承环2布置在轮毂1上。第一轴承环2在所示实施方式中是内环。这个内环与轮毂1不可相对转动地连接，因而如该轮毂一样从旋转上来看保持静止。双排滚动轴承还包括第二轴承环3，第二轴承环3被构造为外环并且与轮毂电动机的转子电连接以及机械连接。
所示轴承单元还包括接触元件4和电位平衡元件5。接触元件4通过预加载的弹簧6抵靠盲孔的底部进行支承，所述盲孔设在轮毂1中并且沿轮毂1的轴向延伸。接触元件4被构造为球体，并且导电连接轮毂1，进而导电连接所述轮毂电动机的定子。通过在所述盲孔的开口区域中环形模压，所述球体被阻止脱落。相应地，所述球体与轮毂1防脱离地连接。预加载的弹簧朝向所述盲孔的开口推压所述球体。
电位平衡元件5在这里构造为所述轮毂轴承的盖罩，并在安装状态下抵靠所述球体和弹簧力地被支撑。所述盖罩和球体之间形成压力接触。因为所述盖罩与轴承外环形成连接，所述轴承外环又与电机的转子导电地连接，在所述盖罩和球体之间的压力接触位置处构成所述转子和轮毂1之间的导电连接。现在，如果在持续运行状态下，所述轮毂电动机的转子中由定子感应出电压，则由此引起的电流通过电位平衡元件5和接触元件4流到轮毂1，进而流到所述电机的壳体。如果在所述静止部件和旋转部件之间没有所述电连接，那么所述电流通过滚动轴承并因而通过它的润滑剂实现。然而，所述盖罩和球体通过滚动轴承电短路连接，从而避免所述润滑剂老化和改善所述结构的电磁兼容性。
图2示出了用于轮毂电动机的轴承单元的第二实施例。第二实施例与图1所示的实施例的不同之处在于所述盲孔的构造。在图2所示的实施方式中，所述盲孔是通过钻孔形成在轮毂1的端面中。
图3示出了用于轮毂电动机的轴承单元的第三实施方式。电位平衡元件5在这里构造为用于轮毂轴承的盖罩，它在所述球体的接触面区域中具有凹形拱面。由此得到球体表面和盖罩之间改善的贴靠，以及扩大接触椭圆的大小。
图4示出了用于轮毂电动机的轴承单元的第四实施方式。这个实施方式的特点在于所述盖罩内部的硬化板7。硬化板7定位在压力接触区域中，所述压力接触区域是被成型为球体的接触元件4与电位平衡元件5构成的。通过所述盖罩硬化地形成在所述压力接触区域中，所述盖罩的磨损减小和滚动轴承油脂或滚动轴承油的污染被抵制。
图5示出了用于轮毂电动机的轴承单元的第五实施方式。图5所示的实施方式与前述实施方式的不同之处在于接触元件4的构成。接触元件4在这里构成为近似蘑菇状，其中，接触元件4的凸形面朝向电位平衡元件5。接触元件4布置在轮毂1的通孔内部。借助于穿过所述通孔的线材，接触元件4固定在轮毂1的沿轴向看与电位平衡元件5相对的端部。由此接触元件4也可在不使用环形模压或者点模压或者卷边的情形下被阻止脱落。
附图标记列表
1  轮毂
2  第一轴承环
3  第二轴承环
4  接触元件
5  电位平衡元件
6  弹簧
7  硬化板

Claims (10)

1.一种用于驱动机动车辆的轮毂电动机，具有
转子，
轮毂(1)，
轮毂轴承，其具有第一轴承环(2)和第二轴承环(3)，所述第一轴承环(2)与所述轮毂(1)不可相对转动但导电地相连接，所述第二轴承环(3)与所述转子不可相对转动但导电地相连接，以及
接触元件(4)，其用于产生所述轴承环(2、3)之间的导电连接，
其特征在于，
所述接触元件(4)通过弹簧(6)抵靠所述轮毂(1)被支撑，并且与电位平衡元件(5)压力接触，所述电位平衡元件(5)与所述第二轴承环(3)不可相对转动但导电地连接。
2.根据权利要求1所述的轮毂电动机，其特征在于，所述接触元件(4)与所述轮毂(1)防脱离地连接。
3.根据权利要求1或2所述的轮毂电动机，其特征在于，所述轮毂(1)包括盲孔，所述接触元件(4)支承在所述盲孔中，其中所述弹簧(6)安置在所述盲孔的底部上，所述弹簧将所述接触元件(4)压靠在所述电位平衡元件(5)上。
4.根据权利要求1所述的轮毂电动机，其特征在于，所述盲孔(6)具有与底部相对的开口，所述开口的直径选定为使所述接触元件(4)防脱离地保持在所述盲孔(6)中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的轮毂电动机，其特征在于，所述接触元件(4)与所述电位平衡元件(5)具有近似点状的接触，其中，所述接触点位于所述转子的旋转轴线上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的轮毂电动机，其特征在于，所述接触元件(4)具有凸形设计的接触面，所述接触面与所述电位平衡元件(5)构成所述压力接触。
7.根据权利要求6所述的轮毂电动机，其特征在于，所述接触元件(4)被构造为球体。
8.根据前述权利要求中任一项所述的轮毂电动机，其特征在于，所述电位平衡元件(5)被构造为用于轮毂轴承的盖罩。
9.根据前述权利要求中任一项所述的轮毂电动机，其特征在于，所述电位平衡元件(5)包括硬化板，所述接触元件(4)与所述硬化板构成所述压力接触。
10.机动车辆，具有前述权利要求中任一项所述的轮毂电动机。
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