CN113167331A - 装配有结合了阻尼器的连接套筒的旋转电机 - Google Patents

装配有结合了阻尼器的连接套筒的旋转电机 Download PDF

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Abstract

本发明主要涉及一种机动车辆组件，具有：旋转电机(10)，包括:轴(13)，前轴承(15)，具有用于容纳滚动轴承(19)的凹部，所述滚动轴承引导所述轴(13)旋转，所述轴(13)具有相对于所述滚动轴承(19)轴向突出的端部，所述轴(13)的所述端部具有花键，减速元件(22)，设置有具有花键的轴(47)，以及连接套筒(48)，具有:第一花键部分(48.1)，用于与所述旋转电机(10)的轴(13)的花键端部配合，第二花键部分(48.2)，用于与所述减速元件(22)的轴(47)的花键端部配合，以及阻尼器(51)，轴向设置在所述连接套筒(48)的所述第一花键部分(48.1)和所述第二花键部分(48.2)之间。

Description

装配有结合了阻尼器的连接套筒的旋转电机
技术领域
本发明涉及一种旋转电机，其设置有结合了阻尼器的连接套筒。本发明特别有利但不排他地适用于高功率可逆电机，该可逆电机可以在交流发电机模式和电动机模式下操作，并且联接到减速元件。
背景技术
以本身已知的方式，旋转电机具有定子和固定到轴的转子。定子安装在壳体中，该壳体构造成通过滚动轴承使轴在轴承上旋转。
转子具有由层片的堆叠成的主体，该层片通过合适的紧固系统保持为组的形式。转子具有例如由永磁体形成的极，所述永磁体容纳在设置在转子的磁质量中的腔中。替代地，在所谓的“凸极”结构中，极由缠绕在转子臂周围的线圈形成。
此外，定子具有由形成环的薄层片的堆叠形成的主体，主体的内表面设置有朝向内部开口的槽，以便接收绕组。绕组例如由覆盖有搪瓷的连续线或由通过焊接而彼此连接的销的形式的导电元件获得。绕组具有以星形或三角形连接的相绕组，其输出连接到电子控制模块。
在将机械功率从内燃发动机传递到车辆的车轮的某些类型的机动车辆传动系中，大功率可逆旋转电机可以经由连接件联接到减速元件。减速元件可以采取车辆的变速箱的形式，或者安装在车辆的轴系统上并联接到旋转电机的减速齿轮的形式。
旋转电机能够在交流发电机模式下操作，以便特别是向车辆的电池和车载网络提供能量，并且能够在电动机模式下操作，以便起动内燃发动机和/或单独地或与内燃发动机结合地向车辆提供动力。
为了确保电机的轴和减速元件的轴之间的机械连接，可以使用大致管状的连接套筒，该连接套筒具有用于与旋转电机的轴的花键端部配合的第一花键部分，以及用于与减速元件的轴的花键端部配合的第二花键部分。
在操作中，连接套筒可沿其轴线自由平移。当套筒与轴的肩部接触时，套筒的平移停止。这两个机械部件之间的轴向间隙很小，特别是小于2mm。因此，由钢制成的连接套筒和轴之间的接触将导致噪音和咔嗒声。在极端情况下，套筒甚至会产生共振，损坏系统。
发明内容
本发明旨在通过提出一种机动车辆组件来有效地弥补这些缺点，该机动车辆组件具有:
-旋转电机，包括:
-轴，
-安装在轴上的转子，
-定子，特别是围绕转子，
-前轴承，其具有用于容纳滚动轴承的凹部，该滚动轴承引导轴旋转，
-轴具有相对于滚动轴承轴向突出的端部，轴的端部具有花键，
-减速元件，其设置有具有花键的轴，以及
-连接套筒，具有:
-第一花键部分，用于与旋转电机的轴的花键端部配合，
-第二花键部分，用于与减速元件的轴的花键端部配合，以及
-阻尼器，其轴向设置在连接套筒的第一花键部分和第二花键部分之间。
由于阻尼器的存在，本发明使得可以避免轴和连接套筒之间的碰撞。这减少了机动车辆操作期间的噪音和咔嗒声。
根据一个实施例，阻尼器轴向设置在旋转电机的轴的花键端部和减速元件的轴的花键端部之间，以防止旋转电机的轴的花键端部和减速元件的轴的花键端部之间的直接轴向接触。
根据一个实施例，阻尼器轴向介于旋转电机的轴的花键端部和减速元件的轴的花键端部之间。
根据一个实施例，阻尼器设置在旋转电机的轴的花键端部的花键的外侧和/或减速元件的轴的花键端部的花键的外侧。换句话说，阻尼器不将扭矩从轴传递到套筒。
根据一个实施例，阻尼器由弹性材料制成。
根据一个实施例，轴和阻尼器之间的轴向间隙小于轴的肩部和连接套筒之间的轴向间隙。
根据一个实施例，阻尼器具有润滑剂通道，使得润滑剂可以从连接套筒的第一花键部分向第二花键部分移动，反之亦然。
根据一个实施例，阻尼器具有环形形状。
根据一个实施例，阻尼器设置在连接套筒的内部凹槽中。
根据一个实施例，连接套筒的内部凹槽将连接套筒的第一花键部分和第二花键部分轴向分开。
根据一个实施例，连接套筒的内部凹槽轴向布置在连接套筒的第一花键部分和第二花键部分之间。
根据一个实施例，连接套筒包括轴向彼此远离的两个内部凹槽，并且阻尼器具有U形截面，其两个支腿分别插入两个环形凹槽中。
根据一个实施例，所述组件具有设置在连接套筒的一个端部处的至少一个密封件。
根据一个实施例，减速元件是机动车辆变速箱。
根据一个实施例，减速元件是安装在车辆的轴系统上并联接到旋转电机的减速齿轮。
本发明的另一个主题是机动车辆，其特征在于它具有如上所述的组件。
附图说明
通过阅读以下描述和研究附图，将更好地理解本发明。这些附图仅作为本发明的完全非限制性的说明给出。
图1是根据本发明的旋转电机的透视图；
图2是根据本发明的旋转电机的纵向剖视图；
图3是纵向剖视图，示出了通过根据本发明的连接套筒在旋转电机的轴和减速元件的轴之间的联接；
图4是根据本发明的连接套筒的剖视图。
具体实施方式
相同、相似或类似的元件从一个图到另一个图保持相同的参考。
在其余的描述中，考虑了从前部到后部的方向，在图1和2中是从左到右的方向。因此，“前部”元件被理解为位于前滚动轴承19一侧的元件，“后部”元件被理解为位于相对侧，即电子控制模块34一侧的元件。
图1和2示出了旋转电机10，其具有围绕转子12的多相定子11，转子12安装在轴13上，轴13的轴线X对应于电机10的轴线。定子11围绕转子12，在定子11的内周和转子12的外周之间存在气隙。定子11安装在具有前轴承15和后轴承16的壳体14中。前轴承15和后轴承16每个具有凹部17、18，用于容纳引导轴13旋转的对应滚动轴承19、20。
如图3所示，该电机10旨在经由连接套筒48联接到减速元件22。减速元件22可以采取安装在车辆的轴系统上并联接到旋转电机10的机动车辆变速箱或减速齿轮的形式。
旋转电机10能够在交流发电机模式下操作，以便特别是向车辆的电池和车载网络提供能量，并且能够在电动机模式下操作，以便起动内燃发动机和在适当时单独地或与内燃发动机结合地向车辆提供动力。机器的功率可以例如在15kW和50kW之间。
更具体地，转子12具有呈层片组形式的主体24。永磁体25安装在主体24中的腔26中。磁体25可以由稀土或铁氧体制成，这取决于应用和机器的期望功率。
此外，转子12具有两个凸缘28、29，每个凸缘压靠转子12的轴向端面。这些凸缘28、29确保磁体的轴向保持并且还用于平衡转子12。
此外，定子11具有由层片组形成的主体31和绕组32。主体31由层片的堆叠形成，层片通过诸如铆钉的合适的紧固系统以组的形式被保持。
定子11的主体设置有齿，齿界定用于安装绕组32的槽。绕组32具有一组相绕组，该一组相绕组穿过槽并且形成在定子11的主体的每一侧上突出的可见部分。绕组32在这种情况下由例如通过焊接而彼此连接的销的形式的导电元件获得。绕组32具有例如以星形和/或三角形连接的双三相类型的相绕组。相输出用于连接到电子控制模块34。
电子控制模块34具有散热器35，特别是功率模块36例如通过螺钉固定到散热器35。这些功率模块36以本身已知的方式结合有例如采用MOS晶体管形式的开关，从而可以在电动机模式或交流发电机模式下控制旋转电机10的相。这些晶体管的开关由控制单元控制。电子控制模块34被安装成经由散热器35被压靠后轴承16的横向壁的后部面。
有利地，电机10具有冷却回路38，该冷却回路具有用于诸如水基或油基液体之类的冷却液体的入口39和出口40。冷却回路38具有设置在散热器35的质量中的冷却室41和包围定子11的冷却室42。
冷却室42由前轴承15的环形壁的外周和后轴承16的环形壁的内周界定。该冷却室42在其轴向端部被两个O形环密封件46封闭。定子11以过盈配合的方式安装在前轴承15的内部，以便在定子11的主体的外周与前轴承15的侧壁的内周之间建立紧密接触。
如图3所示，电机10的轴13和减速元件22的轴47通过具有轴线X1的连接套筒48联接。连接套筒48与电机10的轴13和减速元件22的轴47同轴。
为此，大体上管状的连接套筒48具有第一花键部分48.1，该第一花键部分48.1用于与电机10的轴13的花键端部49配合，该花键端部49相对于滚动轴承19轴向突出。连接套筒48还具有第二花键部分48.2，该第二花键部分48.2用于与减速元件22的轴47的花键端部配合。
连接套筒48还可以具有不带花键的两个端部部分55.1、55.2，并且其直径大于花键部分48.1、48.2的直径。端部部分55.1、55.2和对应的花键部分48.1、48.2之间的直径差限定了肩部(参见图4)。轴13、47的肩部可支承抵靠套筒48的对应肩部。
设置在电机10的轴13的端部和减速元件22的轴13的端部中的花键以及连接套筒48的对应的花键关于轴线X具有轴向取向。
如图4所示，两个花键部分48.1、48.2具有环形形状。部分48.1、48.2的花键设置在每个环形部件48.1、48.2的内周中。两个环形部分48.1、48.2相对于彼此同轴。
有利地，阻尼器51在轴向上设置在连接套筒48的第一部分48.1和第二部分48.2之间，即在轴13和47之间。
阻尼器51特别是带有间隙地轴向介于旋转电机10的轴13的花键端部与减速元件22的轴47的花键端部之间。因此，其可以阻止两个轴之间的直接接触。
有利地，阻尼器设置在旋转电机10的轴13的花键端部的花键的外侧和/或减速元件22的轴4的花键端部的花键的外侧。因此，阻尼器不将扭矩从轴传递到套筒。
阻尼器51设置在为此目的而设置的连接套筒48的内部凹槽53中。在图3的实施例中，阻尼器51具有两个环形边缘部，该两个环形边缘部插入到对应的凹槽中，从而具有U形的横截面。
阻尼器51由诸如橡胶的弹性材料或可变形的塑料材料制成。所选择的材料优选具有对烃类和冲击的良好抵抗性。
轴13、47与阻尼器51之间的轴向间隙小于轴13、47的肩部与连接套筒48之间的轴向间隙。因此，在其运动期间，连接套筒48在与限制阻尼器51的压缩的轴13、47接触之前与阻尼器51接触。这使得可以减少操作期间的噪音和振动。
阻尼器51具有润滑剂通道，使得润滑剂可以从套筒48的第一部分48.1向第二部分48.2移动，反之亦然。这使得可以在套筒48内获得润滑剂的最佳分配。阻尼器51可以具有环形形状，使得阻尼器51的内周限定润滑剂通道。润滑剂例如由油脂组成。
密封件54设置在连接套筒48的一个端部处。密封件54可以例如设置在减速元件22的轴47的凹槽中。也可以在电机的轴的侧面上确保密封。
当然，以上描述仅作为示例给出，并且不限制本发明的范围；用任何其他等同无替换各种元件并不构成对所述范围的背离。
此外，本发明的各种特征，变型和/或实施例可以以各种组合彼此组合，只要它们不相互不兼容或不相互排斥即可。

Claims (15)

1.一种机动车辆组件，具有：
旋转电机(10)，包括:
轴(13)，
安装在所述轴(13)上的转子(12)，
定子(11)，特别是围绕所述转子(12)，
前轴承(15)，具有用于容纳滚动轴承(19)的凹部，所述滚动轴承引导所述轴(13)旋转，
所述轴(13)具有相对于所述滚动轴承(19)轴向突出的端部，所述轴(13)的所述端部具有花键，
减速元件(22)，设置有具有花键的轴(47)，以及
连接套筒(48)，具有:
第一花键部分(48.1)，用于与所述旋转电机(10)的轴(13)的花键端部配合，
第二花键部分(48.2)，用于与所述减速元件(22)的轴(47)的花键端部配合，以及
阻尼器(51)，轴向设置在所述连接套筒(48)的所述第一花键部分(48.1)和所述第二花键部分(48.2)之间。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述阻尼器(51)轴向设置在所述旋转电机(10)的轴(13)的花键端部和所述减速元件(22)的轴(47)的花键端部之间，以防止所述旋转电机(10)的轴(13)的花键端部和所述减速元件(22)的轴(47)的花键端部之间的直接轴向接触。
3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述阻尼器(51)轴向介于所述旋转电机(10)的轴(13)的花键端部与所述减速元件(22)的轴(47)的花键端部之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，所述阻尼器设置在所述旋转电机(10)的轴(13)的花键端部的花键的外侧和/或所述减速元件(22)的轴(47)的花键端部的花键的外侧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的组件，其特征在于，所述阻尼器(51)由弹性材料制成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的组件，其特征在于，轴(13、47)与所述阻尼器(51)之间的轴向间隙小于轴(13、47)的肩部与所述连接套筒(48)之间的轴向间隙。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的组件，其特征在于，所述阻尼器(51)具有润滑剂通道，使得润滑剂能够从所述连接套筒(48)的第一花键部分(48.1)向第二花键部分(48.2)移动，反之亦然。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的组件，其特征在于，所述阻尼器(51)具有环形形状。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的组件，其特征在于，所述阻尼器(51)设置在所述连接套筒(48)的内部凹槽(53)中。
10.根据权利要求9所述的组件，其特征在于，所述连接套筒(48)的内部凹槽(53)轴向布置在所述连接套筒(48)的第一花键部分(48.1)和第二花键部分(48.2)之间。
11.根据权利要求9或10所述的组件，其特征在于，所述连接套筒(48)包括轴向彼此远离的两个内部凹槽，并且所述阻尼器具有U形截面，所述阻尼器的两个支腿分别插入两个环形凹槽中。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的组件，其特征在于，所述组件具有设置在所述连接套筒(48)的一个端部处的至少一个密封件(54)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的组件，其特征在于，所述减速元件(22)是机动车辆变速箱。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的组件，其特征在于，所述减速元件(22)是安装在车辆的轴系统上并连接到所述旋转电机(10)的减速齿轮。
15.一种机动车辆，其特征在于，其具有根据前述权利要求中任一项所述的组件。
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