CN107104525A - 带有壳体和定子架的混合动力模块 - Google Patents

带有壳体和定子架的混合动力模块 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带有壳体和定子架的混合动力模块(1)，在壳体内部，借助定子架(2)能以相对壳体(4)抗相对转动的方式安装定子，其中，定子架(2)相对于壳体(4)通过利用夹紧元件(14)引入的轴向力FA进行固定，其中，构造为弹性元件的夹紧元件(14)布置在壳体(4)上或定子架(2)上，并且相对径向轴线(10)和相对轴向轴线(9)都倾斜地取向的接触面(11、18)如下这样地存在于定子架(2)与壳体(4)之间，即，使得由夹紧元件(14)所引入的轴向力FA有利于用于从定子架(2)到壳体(4)的转矩传递。

Description

带有壳体和定子架的混合动力模块
技术领域
本发明涉及一种具有壳体的混合动力模块，在混合动力模块内部，借助定子架以相对壳体抗相对转动(drehfest)的方式安装或能安装定子，其中，定子架相对于壳体通过利用夹紧元件引入的轴向力FA进行固定。
背景技术
在由电动机(电机)和壳体构成的混合动力应用或其他的电动驱动的应用中所公知的是，为了传递电机的转矩，电机的定子架与壳体连接起来。针对混合动力模块公知的是，在其中，电机的转矩传递通过经由夹爪的形状锁合(Formschluss)来实现。这种夹爪与壳体螺接，并形状锁合地嵌入到定子架中，从而使壳体和定子架彼此抗相对转动地固定。在壳体和定子架的这样的连接中不利的是，制造混合动力模块成本过高并且在形状锁合方面尤其需要进行公差补偿。
由申请人的迄今尚未公开的专利申请已知的是，电机与壳体之间的连接经由具有接片圈的接片构造，这尤其因为成本过高的装配而导致定子架的成本过高的制造工艺。该专利申请公开了一种具有离合器、电动机、内燃机侧和变速器侧的混合动力模块，其中，混合动力模块具有带径向延伸的壳体区域和轴线延伸的壳体区域的壳体，径向延伸的壳体区域在内燃机侧轴向地布置在电动机旁边，轴向延伸的壳体区域至少部分地包围混合动力模块，其中，壳体具有两个独立的构件，其中，第一构件构造出径向延伸的壳体区域，并且第二构件构造出轴向延伸的壳体区域。第一构件或者说径向延伸的壳体区域在外侧设有接片，经由该接片，该壳体区域与定子架和轴向延伸的壳体区域螺接。
发明内容
基于上述的现有技术，本发明的任务是，设置混合动力模块的壳体和定子架的低成本的固定可能性或连接方案，以此能够对从电动机到壳体的转矩进行可靠传递，并且提供简单的、不费事的且可靠的装配可能性。
该任务在按类属的混合动力模块中根据本发明通过如下方式来解决，即，将构造为弹性元件的夹紧元件布置或构造在壳体或定子架上，并且在定子架与壳体之间如下这样地存在有相对混合动力模块的径向轴线并相对混合动力模块的轴向轴线都倾斜地取向的接触面，即，使得由夹紧元件所引入的轴向力FA有利于从定子架到壳体上的转矩传递。
在本说明书中，方向径向和轴向分别涉及到混合动力模块的转子轴线。本发明用于由电动机(电机)和壳体构成的混合动力应用或其他的电驱动的应用。根据本发明的混合动力模块例如在混合式驱动的机器，例如具有混合动力驱动器的车辆中使用，该混合动力驱动器具有由电动马达和内燃机构成的组合。混合动力模块尤其可以具有优选带操作装置的离合器、带定子和转子的电动机、内燃机侧和变速器侧。可以存在有变速器侧的轴和内燃机侧的轴。壳体可以具有径向取向的壳体区域和轴向取向的壳体区域，径向取向的壳体区域在内燃机侧轴向地布置在电动机旁边，轴向取向的壳体区域至少部分地包围混合动力模块。电动机的定子经由定子架保持。
为了传递电机的转矩，电机的定子架与电机的壳体抗相对转动地连接。该抗相对转动的连接通过如下方式来实现，即，根据本发明，利用弹性夹紧元件引入的轴向力FA使得壳体和定子架相互压紧。但是在相应所需的高度上仅施加用于抗相对转动地连接定子架和壳体的轴向力FA可能并不足够用于使定子架实际上抗相对转动地与壳体连接。在此，本发明通过如下方式提供辅助，即，使定子架与壳体之间的接触面倾斜地或楔形地取向。
具体而言，通过这种构造的接触面，使得作用在定子架与壳体之间的轴向力在其效果方面得到增强，防止了定子架与壳体之间的相对转动。
倾斜的接触面按照斜平面的类型在定子架与壳体之间起作用。这就意味着，在定子架和壳体沿轴向方向进行压紧时，两个构件在倾斜的接触面或由这些倾斜的接触面构成的斜平面上会相对彼此进行滑动，由此可靠地并且不直接依赖于定子架和壳体的准确的轴向定位地就构建了沿径向方向的压紧。也可以说，基于斜平面而与实际的轴向力FA“无关联”地构建起定子架与壳体之间足够高的压紧力。倾斜的接触面在一定程度上作为传动部或转化部起作用，并且即使在有尺寸和公差偏差或不完全正确地施加轴向力的情况下也能够引起足够的压紧。
接触面应被理解为如下这样的面，经由这些面，定子架和壳体相互贴靠。根据本发明尤其可以设置有两个接触面，在定子架上的第一接触面和在壳体上的第二接触面。优选地，如下这样地构造一个或多个接触面，即，使得通过如下方式能够在定子架与壳体之间传递合适的高的摩擦力，为此，例如使接触面尽可能完全地相互贴靠，并且/或者设有经结构化的表面，这有助于接触面之间的摩擦。
本发明的有利的实施方式在从属权利要求中受到保护并在下面更详细地阐述。
根据实施方式，接触面如下这样地取向，即，在定子架与壳体之间的接触面的区域中强制实现摩擦力。
根据本发明的实施方式，接触面由定子架的楔形的区段构造并且/或者由壳体的楔形的区段构造。其中一个楔形的区段可以以阶段或斜切部的形式构造，例如在壳体的拐角或边缘上。
根据本发明，接触面的斜度可以相应于结构上的给定条件地并且相应于被用于预紧的轴向力FA以及待实现的在壳体与定子架之间的压紧力地可以处于很宽的范围内。在该意义下，接触面可以相对于轴向方向以约80°至约10°的、优选约70°至约20°的、更优选约60°至约30°的、更优选约50°至约40°的、并且还更优选地以约45°的角度斜倾。
根据本发明，夹紧元件被构造为弹性元件，其弹性尤其可以处于约12000N/mm至约32000N/mm的、优选约12500N/mm至约31250N/mm的、更优选约15000N/mm至约29000N/mm的、更优选约20000N/mm至约25000N/mm的范围内。夹紧元件的可能的厚度例如约为2mm、2.5mm、3mm或3.7mm。夹紧元件的例如沿周边方向的或沿径向方向的长度可以在约30mm至约35mm的范围内。
优选地，夹紧元件是相对于壳体和/或定子架独立的元件。夹紧元件可以尤其与壳体或定子架螺接。在此，基于其螺接而优选平面地贴靠在壳体上或定子架上，尤其贴靠在相应的元件的沿径向方向延伸的端壁上。
根据实施方式，在壳体与定子架之间构造冷却剂通道。也可以说，壳体和定子架是限界部，限界部包围处于壳体与定子架之间的冷却通道。优选地，该冷却通道例如借助布置在壳体与定子架之间的密封橡胶、O形圈或迷宫式密封件进行密封。
定子架可以具有贴靠面，在定子架和壳体的接触面相互靠置以及按规定的布置的情况下，夹紧元件贴靠在贴靠面上。贴靠面尤其可以构造在定子架的沿轴向方向位于端部侧的面/端面/端侧上。贴靠面可以尤其由凸起部、隆起部、外凸部或类似结构构造。以相同或相似的方式，壳体可以具有贴靠面，在定子架和壳体的接触面相互靠置以及按规定的布置的情况下，夹紧元件贴靠在该贴靠面上。该贴靠面可以构造在壳体的轴向面/端面/端侧上。
优选地，定子架的贴靠面相对于壳体的贴靠面沿轴向方向以一错位错开。该错位是如下这样的，即，在夹紧元件被完全拧入之前，使得夹紧元件贴靠在两个贴靠面上。换句话说，由于两个贴靠面错开能够实现一种类型的预紧，该预紧确保了在定子架与壳体之间施加所需的挤压力。如果夹紧元件例如被固定在壳体上，那么定子架的贴靠面相对于壳体的贴靠面朝夹紧元件的方向凸出。如果相反地，夹紧元件例如固定在定子架上，那么壳体的贴靠面相对于定子架的贴靠面朝夹紧元件的方向凸出。错位尤其可以处于约0.2mm至2.0mm的，优选约0.5mm至约1.7mm的，更优选约0.9mm至约1.4mm优选约1.2mm的范围内。
根据实施方式，壳体两件式地构造。壳体尤其可以具有径向壳体区段和轴向壳体区段。这样的壳体以有利的方式特别易于装配。
也可以说，利用本发明提供了一种具有壳体和冷却通道的混合动力模块，其中，借助至少一个弹性元件促成定子架与混合动力模块壳体之间的连接。所设置的弹性元件首先并未以有效的方式使用，这是因为针对于此的轴向的力并不足够。轴向的预紧根据本发明通过定子架的和/或壳体的楔形形状来实现。也可以说，对于传递电机的力矩所必要的轴向的力经由弹性元件来产生并且通过所描述的楔形作用来增强。
附图说明
下面借助结合附图的实施例来详细阐述本发明。其中：
图1示出根据现有技术的混合动力模块的截段的示意性的立体视图，其中，定子架借助夹爪来以相对壳体抗相对转动的方式保持；
图2示出图1的混合动力模块的截段的示意性的纵截面视图；
图3示出根据现有技术的混合动力模块的示意性的立体图，其中，定子架借助接片圈以相对壳体抗相对转动的方式保持；
图4示出根据本发明的混合动力模块的截段的示意性的纵截面视图。
这些附图部分地仅是示意性的，并且只用来理解本发明。相同的或类似的元件设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1和2示出了根据现有技术的混合动力模块1的截段，其中，定子架2借助夹爪3以相对壳体4抗相对转动的方式保持。夹爪借助螺栓5螺接在壳体4上，从而在定子架2、壳体4与夹爪3之间存在形状锁合。定子架2借助环绕的、径向向外凸出的凸鼻6定位在环绕的凹部7中，该环绕的凹部被引入到壳体4的端面8中。
图3示出了根据现有技术的另一混合动力模块1，在其中，定子架2借助接片圈8以相对壳体4抗相对转动的方式保持。
图4示出了在根据本发明的混合动力模块1中的定子架2在壳体4上的抗相对转动的固定方案。壳体4具有相对轴向方向9以及相对径向方向10都倾斜的接触面11，该接触面构造在壳体4的端壁12与径向靠内的壁13之间。弹性的夹紧元件14借助螺栓5螺接在端壁12上，从而使该弹性的夹紧元件的朝向壳体4的侧15齐平并且面式地贴靠在端壁12上。
定子架2具有楔形的区段16，该楔形的区段在定子架2的靠外的径向侧17上构造在该定子架的朝向弹性的夹紧元件14的端部上。楔形的区段16构造有同样相对轴向方向9以及相对径向方向10都倾斜的接触面18，在定子架2按规定布置在壳体4上时，该接触面贴靠在壳体的接触面11上。接触面11、18相对于其轴向方向9的斜度(角度α)大小相同，从而使接触面11、18完全地相互贴靠。
定子架2在其朝向弹性的夹紧元件14的端侧上设有环绕的隆起部19，该环绕的隆起部构造有针对夹紧元件14的贴靠面。图4清楚示出了，定子架2的在隆起部19上的贴靠面相对于壳体4的由壳体4的端壁12形成的贴靠面沿轴向方向9错开了错位20。因此，隆起部19沿轴向方向9凸出超过壳体4的端壁12。图4还示出了，当夹紧元件借助螺栓5面式地被安放在端面12上时，夹紧元件14基于其弹性而发生弹性变形，通过该弹性变形，夹紧元件14将轴向力FA经由隆起部19施加到定子架2上，这又引起了倾斜的接触面11、18相互压紧。基于接触面11、18的楔状的倾斜，使得其相互的接触区域明显大于已知的混合动力模块1中的接触区域，例如参见图2。
定子架2与壳体4之间构造有冷却剂通道21，冷却剂通道借助密封圈22密封。
附图标记列表
1 混合动力模块
2 定子架
3 夹爪
4 壳体
5 螺栓
6 凸鼻
7 凹部
8 接片圈
9 轴向方向
10 径向方向
11 倾斜的接触面
12 端壁
13 靠内的壁
14 弹性的夹紧元
件
15 侧
16 楔形的区段
17 径向侧
18 倾斜的接触面
19 隆起部
20 错位
21 冷却剂通道
22 密封圈

Claims (10)

1.一种混合动力模块(1)，所述混合动力模块具有壳体(4)，在所述壳体内部，借助定子架(2)能以相对壳体(4)抗相对转动的方式安装定子，其中，所述定子架(2)相对于壳体(4)通过利用夹紧元件(14)引入的轴向力FA进行固定，其特征在于，构造为弹性元件的夹紧元件(14)布置在壳体(4)上或定子架(2)上，并且相对径向轴线(10)和相对轴向轴线(9)都倾斜地取向的接触面(11、18)如下这样地存在于所述定子架(2)与所述壳体(4)之间，即，使得由所述夹紧元件(14)所引入的轴向力FA有利于用于将转矩从定子架(2)传递到所述壳体(4)上。
2.根据权利要求1所述的混合动力模块(1)，其特征在于，所述接触面(11、18)如下这样地取向，即，在所述定子架(2)与所述壳体(4)之间的接触面(11、18)的区域中强制实现摩擦力。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力模块(1)，其特征在于，所述接触面(11、18)由所述定子架(2)的楔形的区段(16、18)构造并且/或者由所述壳体(4)的楔形的区段(11)构造。
4.根据前述权利要求中任一项所述的混合动力模块(1)，其特征在于，所述接触面(11、18)相对轴向方向(9)以约80°至约10°的、优选约70°至约20°的、更优选约60°至约30°的、更优选约50°至约40°的、并且还更优选地以约45°的角度α斜倾。
5.根据前述权利要求中任一项所述的混合动力模块(1)，其特征在于，所述夹紧元件(14)具有在约12000N/mm至约32000N/mm的、优选约12500N/mm至约31250N/mm的、更优选约15000N/mm至约29000N/mm的、更优选约20000N/mm至约25000N/mm的范围内的弹性。
6.根据前述权利要求中任一项所述的混合动力模块(1)，其特征在于，所述夹紧元件(14)是相对于壳体(4)和/或定子架(2)独立的元件。
7.根据前述权利要求中任一项所述的混合动力模块(1)，其特征在于，在所述壳体(4)与所述定子架(2)之间构造有冷却剂通道(21)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的混合动力模块(1)，其特征在于，所述定子架(2)具有贴靠面(19)，在按规定的布置以及定子架(2)的和壳体(4)的接触面(11、18)相互靠置的情况下，所述夹紧元件(14)贴靠在所述贴靠面上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的混合动力模块(1)，其特征在于，所述壳体(4)具有贴靠面(12)，在按规定的布置以及定子架(2)的和壳体(4)的接触面(11、18)相互靠置的情况下，所述夹紧元件(14)贴靠在所述贴靠面上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的混合动力模块(1)，其特征在于，所述壳体(4)两件式地构造并且具有径向壳体区段和轴向壳体区段。
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