CN112385120A - 用于电动机的转子架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电动机(2)的转子(2.2)的转子架以及一种具有这种转子架的混合动力模块，其中所述转子架包括锅状的基体(13)，其特征在于，所述基体(13)仅覆盖所述转子(2.2)的轴向延伸部分的一部分；所述转子架包括第二支撑体(14)，所述第二支撑体在外周向面上同样具有器件，所述器件能够在支撑体(14)与转子(2.2)之间实现形状配合和/或力配合的连接；所述支撑体(14)具有径向延伸的凸缘；并且所述基体(13)的底部和所述支撑体(14)的凸缘相互连接。

Description

用于电动机的转子架
技术领域
本发明涉及一种尤其在车辆的混合动力传动系中用于电动机的转子架。
背景技术
在现有技术中，在电动机中除了实心的转子之外还已知围绕旋转轴布置的环形转子。例如从DE 10 2013 221 643 A1中已知的是，转子的叠片组被接纳在外片载体上，并且与旋转轴连接。
发明内容
本发明的目的是提供针对现有技术的一种替代方案，该替代方案具有改进的转子支撑以及优化的结构空间利用，并且能够简单地且成本有效地制造。
该目的通过独立专利权利要求的特征实现。有利的设计方案自从属权利要求、说明书以及附图中得出。
根据本发明，一种用于电动机的转子的转子架，其中所述转子架包括锅状的基体，其中所述基体在朝向所述转子的外周向面上具有器件，所述器件能够在基体与转子之间实现形状配合和/或力配合的连接，其中在背离所述转子的内周向面上，在轴向延伸部分的一部分上设置有用于离合器的部分的接纳部，并且其中所述基体藉由径向延伸的底部与毂相连接，其特征在于，所述基体仅覆盖所述转子的轴向延伸部分的一部分，所述转子架包括第二支撑体，所述第二支撑体在外周向面上同样具有器件，所述器件能够在支撑体与转子之间实现形状配合和/或力配合的连接，所述支撑体具有径向延伸的凸缘，并且所述基体的底部和所述支撑体的凸缘相互连接。
为了在基体与转子之间进行连接，例如在基体上设置有轮廓部，其中，至少在外周向面上设置有凸起和/或凹陷，这些凸起和/或凹陷与转子的内表面上的对应的配对部共同作用，以建立形状配合的连接。替代性地或累加地，还可以在周向方向上设置凸起或凹陷，例如凸肩或环形凹槽，这些凸肩或环形凹槽能够用于形状配合或力配合的连接。代替形状配合的连接，还可以设置力配合的连接，其中转子藉由夹紧器件、螺纹连接件、铆接件等与基体相连接。原则上也可以是材料配合的连接，其中转子与基体焊接。同样也可以是组合，其中使用不同的连接方式，以便在不同方向上映射或固定连接。
基体藉由径向延伸的底部与毂相连接，以便能够传递扭矩。就此而言，除了通常安装在轴上的毂，作为毂还指并且包括与轴的直接连接或还与动力传动系中的后续构件(例如变矩器壳体)的连接。
底部在此优选地与基体一体式地形成，由此基体具有锅状的形状。底部是独立制造的和底部是(例如通过焊接)固定地与基体连接的实施方式也是可以的。
在基体的轴向区段的内周向面上设置有用于离合器的部分的接纳部。这些部分优选地是轴向方向上的凹槽或凸起，这些凹槽或凸起用作片式离合器的片的接纳部。因此，基体同时构成离合器的外片载体。通过离合器，例如可以将力流与或相对于在动力传动系中位于上游的燃烧发动机断开。
基体仅在转子的轴向延伸部分的一部分上延伸，其中基体可以在轴向方向上突出于转子之外。径向延伸的底部优选地被设置在基体的轴向端部处。底部在轴向方向上优选被布置在转子内，由此可以实现有利的力流。
为了在整个轴向长度上支撑转子，转子架具有支撑体，该支撑体被设计为单独的构件，并且因此转子架被构造成两件式的。
支撑体在外周向面上同样具有器件，这些器件可以在支撑体与转子之间实现形状配合和/或力配合的连接。优选地，这些器件以类似于之前描述的基体上的器件实现。
支撑体还包括用于将支撑体与基体的底部连接的径向延伸的凸缘，由此使基体和支撑体彼此固定地布置，并且构成用于转子的转子架。优选通过铆接、拧接或焊接来实现基体与支撑体之间的连接，其中也可以是其他的连接方式。通过转子架的两件式的实施方式，简化了各构件的几何形状，并且同时由于模块化的结构方式可以实现在必要时也在其他的混合动力模块变体中使用各构件。
转子架的实施方式的特征在于，作为单独构件的所述支撑体具有凸缘，所述凸缘被形成为在径向方向上比所述基体的底部短或长。转子架与毂相连接。针对这个连接，底部或凸缘延伸至毂或与变矩器壳体连接，该变矩器壳体与毂固定地连接。除了底部和凸缘(其中这二者与毂相连接)的径向长度相同外，优选的是，仅基体的底部或支撑体的凸缘延伸至毂，原因在于由此可以在必要时节省材料并且节省毂上的轴向结构空间。
根据另外的实施方式的转子架的特征在于，变矩器壳体被设计为支撑体。替代于将单独的构件作为支撑体，变矩器壳体在其朝向离合器的端部处可以被设计为支撑体。在此，用于接纳转子的器件对应地在变矩器壳体的周向面上形成，该器件具有与基体相同的直径。在这些实施方式中，支撑体的凸缘对应地设置在变矩器壳体的轴向端部上，并且基体的底部直接与变矩器壳体连接或与变矩器壳体上的凸缘连接。由此，可以减少构件的数量并且可以节省结构空间。作为变矩器壳体的组成部分，支撑体还具有较高的刚度。
转子架的实施方式的特征在于，所述基体具有与所述支撑体不同的厚度。取决于产生的负载和转子的轴向支撑的比例，基体和支撑体可以被实施为具有不同的壁厚。通过由于适配于负载的不同壁厚，与一体式地在轴向长度上延伸的转子架相比可以节省材料并且因此节省重量和成本。
根据实施方式的转子架的特征在于，所述基体和所述支撑体通过铆接相互连接。通过铆接，构件可以简单并且快速地在不引入大量热量的情况下可靠地相互连接。
根据实施方式的转子架的特征在于，所述基体和所述支撑体通过焊接相互连接。通过焊接，构件可以简单并且可靠地相互连接，而不必使用例如螺钉或铆钉的额外构件。
转子架的实施方式的特征在于，所述基体具有比所述支撑体更大的与所述转子的轴向重合尺寸。原则上，在轴向方向上基体与支撑体之间的分布可以任意地选择。然而在需要的结构空间方面有利的是，基体在轴向方向上覆盖转子的较大部分，原因在于基体同时包围离合器的部分。
在实施方式中，转子架的特征在于，所述基体和/或所述支撑体被设计为至少在一个轴向端部处比所述转子长。由于轴向超出部，因此为转子的端部提供至少部分的机械保护。此外，在轴向超出部处提供安装固定元件(例如固定环等)的可能性。
突出的转子架尤其还可以用于平衡转子，其方式为在突出的转子架上安装平衡配重或去除局部材料。
根据实施方式的转子架的特征在于，所述基体和/或所述支撑体具有在径向方向上连续的、用于使油穿过的至少一个挖空部。为了将用于润滑和冷却的油从内侧引导到外侧，设置有至少一个挖空部。优选地，这个挖空部流通地布置在转子的叠片组的轴向端部的区域中或流通地布置在转子架与叠片组之间形成的油通道中。
根据优选的实施方式的转子架的特征在于，所述挖空部被布置在设置在所述内周向面上的凹槽的底部区域中。除了挖空部，还可以在支撑体或基体处设置有引导元件，以便将内部产生的油引导至挖空部或还能够针对性地向外排出。这些引导元件可以被实施为朝向挖空部倾斜的通道、环形凹槽或凹陷，或者替代性地还被实施为支柱、突起或凸肩而突出。这些引导元件在必要时同时可以用作用于离合器的部分的接纳部。
转子架的优选的实施方式的特征在于，多个挖空部被布置成分布在周向上。为了使油更均匀地分布并且避免不平衡，多个挖空部、优选对称地分布在周向上。在此，还可以在不同的轴向位置处设置有多个挖空部，由此例如可以在两侧改善冷却。
本发明的另一方面是一种混合动力模块，所述混合动力模块包括输入轴、离合器、电动机、变矩器和从动轴，所述混合动力模块的特征在于，设置有根据所描述的实施方式之一的转子架。由此，混合动力模块可以得益于在轴向结构空间等方面所描述的优点。
实施方式并不限制于上述示例，而是可以通过其他对应的设计方式实现。实施方式的特征可以彼此任意进行组合。
附图说明
下面将借助附图来详述本发明。相同或相似的元件用统一的附图标记来表示。在附图中：
图1示出了混合动力模块的实施例的示意性截面。
图2示出了转子架的实施例。
图3示出了实施例的细节视图。
具体实施方式
图1以示意性的截面视图示出了根据一个实施例的混合动力模块，其中由于对称性省去一半。混合动力模块包括壳体(1)，在该壳体内布置有电动机(2)，该电动机具有相对于壳体(1)在旋转意义上固定的定子(2.1)和可旋转的转子(2.2)。
混合动力模块具有变矩器(5)。变矩器壳体(5.1)与毂(4)相连接。变矩器(5)的泵轮(5.3)与变矩器(5)的变矩器壳体(5.1)固定地连接。变矩器(5)的导轮(5.4)藉由飞轮在一个旋转方向上以在旋转意义上固定的方式被支撑。变矩器(5)的涡轮(5.5)与变矩器(5)的涡轮轴(5.2)相连接。混合动力模块还具有额外任选的扭转减振器(10)，该扭转减振器布置在变矩器壳体(5.1)内并且布置在变矩器壳体上。涡轮轴(5.2)与(未详细展示的)自动变速器的从动轴(6)相连接。此外，在变矩器壳体(5.1)内布置有锁止离合器(11)。通过闭合锁止离合器(11)，变矩器壳体(5.1)可以直接与涡轮轴(5.2)相连接。
毂(4)被设计为空心轴，该空心轴与从动轴(6)共轴并且被布置成包裹该从动轴。输入轴(3)在示出的示例中同样被实施为空心轴，并且被布置成与毂(4)共轴。在从动轴(6)与毂(4)之间、在毂(4)与输入轴(3)之间以及在输入轴(3)与壳体(1)之间设置有多个轴承(12)，这些轴承使这些构件彼此支撑。在毂(4)的外侧，该毂与变矩器壳体(5.1)相连接，并且与离合器(7)的一侧相连接。
在输入轴(3)上设置有振动阻尼器(8)，该振动阻尼器与未展示的燃烧发动机相连接。藉由振动阻尼器(8)降低了可能的扭振，以便为混合动力模块供应尽可能均匀的扭矩或旋转运动。同时，可以藉由振动阻尼器(8)补偿燃烧发动机与混合动力模块之间的位置公差和取向公差。
壳体(1)将混合动力模块的湿空间与干空间分开。藉由密封件(9)实现湿空间相对于干空间的密封，该密封件优选直接被布置在轴承(12)旁边。
在壳体(1)内还设置有离合器(7)，燃烧发动机以该离合器可以与另一个动力传动系断开。为此，离合器(7)被布置在输入轴(3)与毂(4)之间的力流中。更确切地，离合器(7)的部分对应地与输入轴(3)并且与转子架相连接。在示出的实施例中，离合器(7)被实施为片式离合器。
电动机(2)的转子(2.2)与转子架相连接。转子架在示出的实施例中由基体(13)和支撑体(14)构成，其中这二者都具有锅状的基本形状并且分别承载转子(2.2)的轴向长度的一部分。基体(13)以及支撑体(14)具有管状的外轮廓，该外轮廓具有相同的外直径，转子(2.2)被安装在该管状的外轮廓的外周向面上。在此，基体(13)具有比支撑体(14)更大的轴向长度，并且对应地，转子(2.2)的大约三分之二由基体(13)承载，并且三分之一由支撑体(14)承载。优选地，转子(2.2)的由基体(13)承载的区域是转子(2.2)的轴向长度的25％至75％，由此基体(13)的底部被布置在转子(2.2)的中部区域中。
基体(13)的径向延伸的底部和支撑体(14)的凸缘朝向彼此并且相互连接。藉由基体(13)的底部实现与毂(4)的连接。基体(13)和支撑体(14)在轴向方向上相对于转子(2.2)突出，换种表达方式，合计具有比转子(2.2)更大的轴向长度。
为了在基体(13)上固定转子(2.2)的轴向位置，固定元件(15)被设置在凹槽中。固定元件(15)可以被实施为至少部分有弹性的，以补偿制造公差等。在转子(2.2)的相反侧同样藉由对应的固定元件(15)提供轴向固定。替代于固定元件(15)，还可以至少在一侧设置有一个或多个突起、凸肩等。替代性地，基体(13)或支撑体(14)的轴向突出的区域还可以径向向外成形，以形成凸缘作为轴向边界。
在示出的实施例中，支撑体(14)被形成为具有相对于基体(13)更薄的壁厚，由此可以节省材料并且因此节省重量。原则上，转子架的这两个构件还可以被实施为具有相同的壁厚。
通过对应的未展示的挖空部或平衡元件，轴向突出的区域还可以用于引导用于润滑的油并且冷却电动机(2)或用于平衡电动机(2)。
基体(13)的轴向区段设置有轮廓部，以形成插接齿形式的、分布在周向上的凸起和凹陷。这些凸起和凹陷用作离合器(7)的部分的接纳部，在示出的示例中用作离合器(7)的外片的接纳部，由此基体(13)形成离合器(7)的外片载体。
在图1中，支撑体(14)的凸缘被实施为具有比基体(13)的底部更小的径向延伸尺寸。凸缘藉由未展示的铆接与基体(13)的底部相连接。替代于铆接，尤其还可以通过焊接、拧接或咬合连接进行连接。
图2示出了转子架的另一个实施例。基本结构是相同的，因此可以参考图1的上述说明。
与图1的示例不同的是，在支撑体(14)中，轴向突出于转子(2.2)之外的区域径向向外成形，以形成凸肩。
此外，舌片(16)在周向上分布地布置在支撑体(14)上，以便简化基体(13)相对于支撑体(14)的取向和定位。为此，替代性地或额外地，可以使用在这两个构件上延伸的对齐凹槽(17)，该对齐凹槽同样可以用于定位转子(2.2)。
在图3中示出了另一个实施例的部分区域。然而支撑体(14)在此与变矩器壳体(5.1)一体式地实施，或变矩器壳体(5.1)的一部分构成支撑体(14)。基体(13)在此直接与变矩器壳体(5.1)相连接。底部与凸缘的连接可以如所展示地通过焊接来实现，或者还通过其他上述连接方法或其组合来实现。
如在图1中，在基体(13)的内周向面上设置有凹陷和凸起作为用于离合器(7)的部分的接纳部。
为了使转子(2.2)接纳并且紧固在外周向面上，在基体(13)以及支撑体(14)上设置有凸起和凹陷，在此呈轴向延伸的凹槽的形式。
在变矩器壳体(5.1)内还示出了锁止离合器(11)的部分。
本发明并不限制于上述实施方式。可以以如上文所述的方式实施，还仅可以提供单独的有利特征，或者可以将不同示例的不同特征彼此组合。
附图标记清单
1 壳体
2 电动机
2.1 定子
2.2 转子
3 输入轴
4 毂
5 变矩器
5.1 变矩器壳体
5.2 涡轮轴
5.3 泵轮
5.4 导轮
5.5 涡轮
6 从动轴
7 离合器
8 振动阻尼器
9 密封件
10 扭转减振器
11 锁止离合器
12 轴承
13 基体
14 支撑体
15 固定元件
16 舌片
17 对齐凹槽

Claims (12)

1.一种用于电动机(2)的转子(2.2)的转子架，其中所述转子架包括锅状的基体(13)，其中所述基体(13)在朝向所述转子(2.2)的外周向面上具有器件，所述器件能够在基体(13)与转子(2.2)之间实现形状配合和/或力配合的连接，其中在背离所述转子(2.2)的内周向面上，在轴向延伸部分的一部分上设置有用于离合器(7)的部分的接纳部，并且其中所述基体(13)藉由径向延伸的底部与毂(4)相连接，其特征在于，所述基体(13)仅覆盖所述转子(2.2)的轴向延伸部分的一部分；所述转子架包括第二支撑体(14)，所述第二支撑体在外周向面上同样具有器件，所述器件能够在支撑体(14)与转子(2.2)之间实现形状配合和/或力配合的连接；所述支撑体(14)具有径向延伸的凸缘；并且所述基体(13)的底部和所述支撑体(14)的凸缘相互连接。
2.根据权利要求1所述的转子架，其特征在于，作为单独构件的所述支撑体(14)具有凸缘，所述凸缘被形成为在径向方向上比所述基体(13)的底部短或长。
3.根据权利要求1所述的转子架，其特征在于，变矩器壳体(5.1)被设计为支撑体(14)。
4.根据前述权利要求之一所述的转子架，其特征在于，所述基体(13)具有与所述支撑体(14)不同的厚度。
5.根据前述权利要求之一所述的转子架，其特征在于，所述基体(13)和所述支撑体(14)通过铆接相互连接。
6.根据前述权利要求之一所述的转子架，其特征在于，所述基体(13)和所述支撑体(14)通过焊接相互连接。
7.根据前述权利要求之一所述的转子架，其特征在于，所述基体(13)具有比所述支撑体(14)更大的与所述转子(2.2)的轴向重合尺寸。
8.根据前述权利要求之一所述的转子架，其特征在于，所述基体(13)和/或所述支撑体(14)被设计成至少在一个轴向端部处比所述转子(2.2)长。
9.根据前述权利要求之一所述的转子架，其特征在于，所述基体(13)和/或所述支撑体(14)具有在径向方向上连续的、用于使油穿过的至少一个挖空部。
10.根据权利要求9所述的转子架，其特征在于，所述挖空部被布置在设置在所述内周向面上的凹槽的底部区域中。
11.根据权利要求9或10所述的转子架，其特征在于，多个挖空部被布置成分布在周向上。
12.一种混合动力模块，所述混合动力模块包括输入轴(3)、离合器(7)、电动机(2)、变矩器(5)和从动轴(6)，其特征在于，设置有根据权利要求1至11之一所述的转子架。
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