CN113966573A - 用于机动车辆的具有滚动轴承的油排出式电机 - Google Patents

用于机动车辆的具有滚动轴承的油排出式电机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于电动车辆的可电操作车轴的电机(10)，该电机包括：‑具有旋转轴线(D)的轴(12)，‑至少一个轴承(14)，其中，轴经由所述至少一个轴承以可旋转的方式安装，‑至少一个端部护罩(16)，‑至少一个轴承环(18)，所述至少一个轴承环与旋转轴线(D)同轴地布置，所述至少一个轴承经由轴承环连接至端部护罩，并且轴承环在外部上具有用于流体排出的至少一个纵向凹部(20a、20b)。本发明还涉及一种用于机动车辆的具有电机的电操作车轴。因此提供了可靠运行、具有成本效益、简单并且模块化兼容的电机。

Description

用于机动车辆的具有滚动轴承的油排出式电机
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的可电操作车轴的电机。该电机包括轴，该轴通过至少一个滚动轴承以可旋转的方式安装。
背景技术
本发明的应用领域主要延伸到安装在至少部分电驱动或完全电驱动的机动车辆中的具有滚动轴承的电机。至少部分电驱动或完全电驱动的机动车辆应被理解为轻度混合动力车辆、全混合动力车辆、插电式混合动力车辆或电动车辆。电机应被理解为具有定子和转子的电动马达。
本发明还涉及用于机动车辆的具有电机的可电操作车轴。
特别是在电动汽车领域，与传统驱动概念相比，由于使用情况改变而提出了要求。对于电动车辆，例如由于汽车共享使用的增加而导致例如使用时间更长，因此对已有存储器的需求增加。油和油脂润滑的滚动轴承在此都很重要。电机可以结合到电车轴、即电操作车轴中。在结合到变速器中的情况下，该电机是电气化变速器。
然而，在先前已知的电机中，油作为流体收集在轴承区域中。污垢、颗粒和磨损物可以与油收集在一起。这可能损坏轴承。此外，在该区域中具有较高的温度，这也可能导致损坏。此外，由于机动车辆部件的高度结合，用于所有部件和结构解决方案的安装空间受到严重限制。因此，在安装空间方面经济的解决方案是有利的。
其他边界条件也是关键的，例如高速度、高功率和高操作温度。要考虑的另一因素是应用的多样性，其仅在电机的转子的长度方面或齿轮接口方面不同。这些边界条件需要灵活的、特别是模块化兼容且具有成本效益的解决方案。
特别地，要克服的缺点的实例用于污垢、颗粒和磨损物的收集点、储存区域中的高温、用于更换轴承的高成本以及对轴承的费力修理。
发明内容
因此，本发明的目的是生产改进的电机和具有电机的改进的电车轴。
根据本发明，该目的由具有独立权利要求特征的电机和电车轴来实现。本发明的优选实施方式在从属权利要求和下文的描述中予以说明，这些优选实施方式中的每个实施方式均能够以单独形式或组合形式代表本发明的一方面。
因此，本发明涉及一种用于机动车辆的可电操作车轴的电机，该电机包括：轴，该轴具有旋转轴线；至少一个轴承，其中，轴布置成通过所述至少一个轴承以可旋转的方式安装；至少一个端部护罩；至少一个轴承环，所述至少一个轴承环与旋转轴线同轴，其中，所述至少一个轴承经由轴承环连接至端部护罩，并且其中，轴承环在其外部上具有用于流体排出的至少一个纵向凹部。
本发明还涉及一种用于机动车辆的具有前述电机的可电操作车轴。
从电机内的轴承的区域、即轴承区域排出或排放流体、特别是油能够通过轴承环中的凹部、例如凹槽或通道来实现。无论轴承环的位置如何，流体例如可以通过轴承环中的凹部流动到端部护罩中的收集凹部中。轴承环可以借助于定心表面定位在端部护罩上。流体可以通过端部护罩中的孔流出，并且因此不会收集在轴承的区域中。特别地，根据本发明的解决方案能够实现具有成本效益的解决方案，该具有成本效益的解决方案在安装空间方面是紧凑的并且可以用于排出轴承区域中的流体、特别是油。轴承优选地是滚动轴承、特别优选地是滚珠轴承。另外，根据本发明的该解决方案能够实现高灵活度并且可以安装在许多不同的电机中，这些电机在有效长度或功率和/或变速器接口方面不同。电机的可靠运行也是有利的。
电机是用在电能技术中的机器并且代表能量转换器的形式。旋转电机之间存在区别，这些旋转电机包括各种类型的电动马达和发电机以及包括变压器的固定电机。所有电机的共同之处的在于它们在其结构方面具有磁回路，这对于电机的功能很重要。
电机使用电磁相互作用的性质并且基于电磁感应和磁力效应，这些电磁感应和磁力效应由洛伦兹力来描述并且对于某些机器类型由磁阻力来描述。
出于历史原因，变压器属于一组固定或静止的电机，尤其是在电力工程领域使用的变压器比如电力变压器属于一组固定或静止的电机。在固定电机的情况下，磁力效应仅起到次要作用或不期望的作用，因为没有执行运动并且变压器的功能是在不同的高电压水平之间变换交流电压。在以下专门示出的旋转电机的更大领域中——这些旋转电机特征在于大量不同的设计和应用领域——磁力效应起到了核心作用。磁力效应用于将电力转换为轴上的机械动力。如果将电力转换为机械动力，则电机被称为电动马达，如果将机械动力以相反方向转换成电力，则电机被称为发电机。一些电机类型可以作为马达和发电机两者来操作；具体功能由机器的操作范围来确定。
电机具有不同布置的线圈，电流流动通过线圈。产生的磁通量以目标方式在铁芯中被导引，磁通量也被称为磁回路。该芯由可以传导磁通量的材料、比如层状电金属板制成。分层与金属板部分的一侧绝缘件一起用于抑制不期望的涡流。在旋转机器中，定子和转子——在一些机器中也已知为电枢——是必要的部件。在两个磁场中的每个磁场中生成的力引起彼此抵靠的机器部件的目标的、一次性或连续的运动。
对于电流从彼此以及从外部环境流动的部分的电绝缘，电机具有绝缘区域。用于对移动部分进行导引的机械支承结构和优选地轴承用于以机械的方式稳定机器。
在电机中，轴承护罩通常是壳体的后盖和前盖，后盖和前盖保护机器的内侧免于接触电枢的轴端部的轴承并容纳该轴承。轴承护罩精确地配装在定子壳体中，以确保定子与电枢之间的空气间隙尽可能均匀。当将端部护罩移除以用于修理或维护工作时，安装位置可以因此标记成使得在重新组装时端部护罩可以重新组装在完全相同的位置中。A形端部护罩优选地表示输出侧并承载固定轴承，B形端部护罩优选地布置在风扇侧上，其中，轴承经由滑动座承载，以便能够补偿电枢的热膨胀。
轴承可以特别是滚动轴承、特别优选地是滚珠轴承。滚动轴承包括内环、外环以及径向地布置在内环与外环之间的滚子本体。
轴承环优选地通过冲压、从部件车削、机械加工、由铸造制成、或者使用类似的制造过程制造。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，所述至少一个纵向凹部以平行于旋转轴线延伸的方式布置在轴承环的外周缘上。这产生了用于积聚流体的存储和流动空间，其中，该流体可能被磨料污染。这使得能够以简单且廉价的方式实现部件友好的解决方案。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，所述至少一个纵向凹部以垂直于旋转轴线延伸的方式布置在轴承环的端面上。这产生了用于积聚流体的存储和流动空间，其中，该流体可能被磨料污染。这使得能够以简单且廉价的方式实现部件友好的解决方案。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，平行于旋转轴线的至少一个纵向凹部和垂直于旋转轴线的至少一个纵向凹部布置成与彼此对准，其中，轴承环优选地在周向上具有多个纵向凹部，所述多个纵向凹部特别均匀地分布轴承环的周缘上。在本发明的上下文中布置成与彼此对准是指以该方式布置的至少两个纵向凹部均形成用于流体清除的连接部。因此流体可以沿着旋转轴线并且穿过旋转轴线来清除。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，轴承环是单独部件或轴承的外环。作为单独部件的设计使得能够使用廉价的标准轴承。作为单独部件的设计能够实现紧凑的设计。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，轴承环通过定心表面定位在端部护罩上。这能够实现简单的组装和可靠的流体排出。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，端部护罩具有用于接收流体的至少一个周向延伸的收集凹部。所述至少一个周向延伸的收集凹部特别地布置在下述区域中：流体通过重力收集在该区域中并且可以在没有外部影响的情况下流动离开该区域。特别优选地，流体尽可能直接地从轴承环的所述至少一个纵向凹部进入到端部护罩的收集凹部中。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，端部护罩具有至少一个径向延伸的径向凹部，其中，所述至少一个径向凹部优选地具有竖向的主延伸轴线。竖向的主延伸轴线应被理解为这样的主延伸轴线：该主延伸轴线使得流体能够通过重力流动离开。特别优选地，流体尽可能地直接从端部护罩中的收集凹部到达端部护罩的径向凹部。特别地，径向凹部将流体导引出电机。为此目的，径向凹部可以将流体竖向地或横向地导引出电机。这种构型使流体从电机的排出能够具有成本效益、紧凑并且同时可靠。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，所述至少一个纵向凹部、所述至少一个收集凹部以及所述至少一个径向凹部形成用以将流体引导出电机的流体通道。优选地，平行于旋转轴线的纵向凹部和径向于旋转轴线的纵向凹部可以被视为共同的纵向凹部。这种构型使流体从电机的排出能够具有成本效益、紧凑并且同时可靠。
附图说明
在下文中，参照附图使用优选示例性实施方式通过示例的方式对本发明进行说明，其中，下文示出的特征能够以单独形式和组合形式代表本发明的一方面。在附图中：
图1：示出了根据现有技术的电机，
图2：示出了根据本发明的优选实施方式的电机，
图3：示出了用于根据图2的电机的端部护罩，
图4：以第一立体图示出了用于根据图2的电机的轴承环，以及
图5：以第二立体图示出了根据图4的轴承环。
具体实施方式
图1示出了根据现有技术的用于机动车辆的可电操作车轴的电机10。
图2示出了用于机动车辆的可电操作车轴的优选设计的电机10，该电机
包括：
-轴12，该轴具有旋转轴线D，
-至少一个轴承14，其中，轴12通过至少一个轴承14以可旋转的方式安装，
-至少一个端部护罩16，
-至少一个轴承环18，所述至少一个轴承环与旋转轴线D同轴地布置，其中，所述至少一个轴承14经由轴承环18连接至端部护罩16，并且其中，轴承环18在其外部上具有用于流体排出的多个纵向凹部20a、20b。
通过轴承环18中的大量纵向凹部20a、20b，流体、特别是油可以流动到布置在端部护罩16中的收集凹部22中。因此，流体收集在收集凹部22中。这与轴承环18的位置无关。轴承环18可以通过定心表面定位在端部护罩16上。然后，流体可以通过端部护罩16中的至少一个径向凹部24流出，并且不再收集在轴承区域26中。
例如，所图示的端部护罩16是B形端部护罩。B形端部护罩优选地布置在电机10的风扇侧上。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，在轴承环18的外周缘上布置有平行于旋转轴线D延伸的多个纵向凹部20a。这可以在图2、图4和图5中看到。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，在轴承环18的端面上布置有垂直于旋转轴线D延伸的多个纵向凹部20b。这可以在图2、图4和图5中看到。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，平行于旋转轴线D布置有多个纵向凹部20a并且垂直于旋转轴线D布置有多个纵向凹部20b，平行于旋转轴线的多个纵向凹部与垂直于旋转轴线的多个纵向凹部均彼此对准。纵向凹部20a、20b特别均匀地分布在轴承环18的周缘上。这可以在图4和图5中看到。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，轴承环18是单独的部件。这可以在图2、图4和图5中看到。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，轴承环18通过定心表面21定位在端部护罩16上。这可以从图2、图3、图4和图5看到。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，端部护罩16具有用于接纳流体的至少一个周向延伸的收集凹部22。这可以在图2和图3中看到。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，端部护罩16具有至少一个径向延伸的径向凹部24，其中，所述至少一个径向凹部24优选地具有竖向的主延伸轴线。这可以在图2和图3中看到。
根据本发明的优选实施方式，提供的是，所述至少一个纵向凹部20a、20b、所述至少一个收集凹部22和所述至少一个径向凹部24形成用以将流体引导出电机10的流体通道。这可以从图2、图3、图4和图5看到。
附图标记说明
10电机12轴14轴承16端部护罩18轴承环20a平行于旋转轴线的纵向凹部20b径向于旋转轴线的纵向凹部21定心表面22收集凹部24径向凹部26轴承区域D轴的旋转轴线。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的可电操作车轴的电机(10)，所述电机包括：
-轴(12)，所述轴具有旋转轴线(D)，
-至少一个轴承(14)，所述轴(12)经由所述至少一个轴承(14)以可旋转的方式安装，
-至少一个端部护罩(16)，
-至少一个轴承环(18)，至少一个所述轴承环与所述旋转轴线(D)同轴地布置，所述至少一个轴承(14)经由所述轴承环(18)连接至所述端部护罩(16)，并且所述轴承环(18)在外部上具有用于流体排出的至少一个纵向凹部(20a、20b)。
2.根据权利要求1所述的电机(10)，其特征在于，
所述至少一个纵向凹部(20a)以平行于所述旋转轴线(D)延伸的方式布置在所述轴承环(18)的外周缘上。
3.根据权利要求1或2所述的电机(10)，其特征在于，
所述至少一个纵向凹部(20b)以垂直于所述旋转轴线(D)延伸的方式布置在所述轴承环(18)的端面上。
4.根据前述权利要求中的至少一项所述的电机(10)，其特征在于，
平行于所述旋转轴线(D)的至少一个纵向凹部(20a)和垂直于所述旋转轴线(D)的至少一个纵向凹部(20b)均布置成与彼此对准，其中，所述轴承环(18)优选地在周向上具有多个纵向凹部(20a、20b)，所述多个纵向凹部特别均匀地分布在所述轴承环(18)的周缘上。
5.根据前述权利要求中的至少一项所述的电机(10)，其特征在于，
所述轴承环(18)是单独的部件或所述轴承(14)的外环。
6.根据前述权利要求中的至少一项所述的电机(10)，其特征在于，
所述轴承环(18)经由定心表面(21)定位在所述端部护罩(16)上。
7.根据前述权利要求中的至少一项所述的电机(10)，其特征在于，
所述端部护罩(16)具有用于接纳流体的周向延伸的至少一个收集凹部(22)。
8.根据前述权利要求所述的电机(10)，其特征在于，
所述端部护罩(16)具有径向延伸的至少一个径向凹部(24)，其中，所述至少一个径向凹部(24)优选地具有竖向的主延伸轴线。
9.根据权利要求1至6中的至少一项所述的、根据权利要求7所述的以及根据权利要求8所述的电机(10)，其特征在于，
所述至少一个纵向凹部(20a、20b)、所述至少一个收集凹部(22)和所述至少一个径向凹部(24)形成用以将流体引导出所述电机(10)的流体通道。
10.一种用于机动车辆的具有电机(10)的可电操作车轴，其特征在于具有根据前述权利要求中的至少一项所述的电机(10)的特征。
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