CN116076008A - 电机装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机装置(1)，所述电机装置包括具有定子(3)和转子(4)的轴向通量电机(2)，所述电机装置还包括支承所述定子(3)的部件(6)，并且所述电机装置包括与转子(4)接触以用于与所述转子共同旋转的输出元件(100)。所述转子(4)经由至少一个轴承点(61，611，612；62，621，622)以可旋转的方式安装在所述电机装置(1)中。根据本发明，轴接地元件(11)和/或转子位置传感器(12)布置在如下空间区域中：所述空间区域在径向方向上位于转子轴(W)与所述定子(3)之间并且在轴向方向上位于所述定子(3)的轴向范围(X)内。

Description

电机装置

技术领域

本发明涉及电机装置，该电机装置包括具有定子和转子的轴向通量电机、支承定子的部件以及与转子接触以与转子共同旋转的输出元件，其中转子经由至少一个轴承点以可旋转的方式安装在电机装置中。

背景技术

在电动马达中，磁场流动穿过的部分的位置是非常重要的。这既适用于电动马达的机械结构，部分通过该机械结构相对于彼此定位，也适用于对旋转部分的角位置的精确了解，转子相对于定子的确切当前位置可以经由该角位置来检测。确切、刚性的机械结构是重要的，因为部分彼此之间的位置的甚至微小偏差会(例如，由于气隙的改变)具有对磁通量的重大影响。此外，精确了解转子的当前位置也是至关重要的，因为当马达旋转时，必须始终确切了解集成到旋转转子中的磁体相对于集成到定子中的磁体的不断变化的位置(角位置)，以便正确控制电动马达。因此，重要的是将转子位置传感器集成到电动马达的机械结构中，使得传感器能够确切地即以可能的最低公差影响检测具有磁性的重要部分的相对位置。然而，与此同时，传感器不得因其尺寸和安装条件而对电动马达的机械结构产生负面影响，所有部分和组件的足够坚固和尺寸准确的设计是可能的，就像它们在组装期间的精确对准一样。

除转子位置传感器外，用于使转子或转子轴接地的元件和使转子相对于定子电绝缘的元件必须集成到大多数电动马达中。这些接地和/或绝缘元件防止在电动马达的机械结构元件中感应的电压经由轴承放电或被传递至电动马达的相邻部件。

本发明是基于提供一种具有轴向通量电机的电机装置的目的，其中，轴接地元件和/或转子位置传感器集成到轴向通量电机中，使得轴向通量电机以尽可能小的安装空间为目的而被优化。有利地，在优化安装空间的情况下，轴向通量电机的机械结构应尽可能不因被引入结构的影响而受到负面影响。

发明内容

该目的通过一种具有权利要求1的特征的电机装置来实现。根据本发明的电机装置包括用于驱动可电驱动的机动车辆的轴向通量电机，该轴向通量电机具有定子和转子，电机装置还包括支承定子的部件、以及与转子接触以用于与转子共同旋转的输出元件。在这种情况下，转子经由至少一个轴承点以可旋转的方式安装在电机装置内。根据本发明，轴接地元件和/或转子位置传感器布置在如下空间区域中：所述空间区域在径向方向上位于转子轴与定子之间并且在轴向方向上位于定子的轴向范围内。这实现了下述优点，具有轴向通量电机的电机装置设置成与集成的转子位置传感器和/或集成的轴接地元件一起占用非常小的空间。此外，所提出的设计在稳定性方面不会对轴向通量电机的结构产生负面影响。对使电动马达的结构特别刚性并且以高精度制造所有部件且在组装期间以复杂的方式使它们对准的需求通常与在用于机动车辆的电动马达的车辆构造中始终存在的紧凑设计、低重量、高功率密度、适合大规模生产的生产工艺和低成本的要求相冲突。

对于传感器、轴接地元件和/或绝缘元件，这意味着这些必须集成到电动马达中使得它们在两个方面具有低公差影响。一方面，它们的测量准确度和功能可靠性不能因公差而被影响至不可接受的程度，并且另一方面，传感器和轴接地元件和/或绝缘元件不能使电动马达的机械结构的公差和弹性以不可接受的方式增加。本发明范围内提出的用于轴接地元件和/或转子位置传感器的位置实现用于传感器的高测量准确度。此外，这确保了用于传感器、轴接地元件和/或绝缘元件的高功能可靠性水平，并且可以使它们对公差、刚性和电动马达的空间要求的负面影响最小化。

在从属权利要求中详细说明了本发明的其他有利实施方式。从属权利要求中单独列出的特征可以以技术上有意义的方式彼此组合并且可以限定本发明的其他实施方式。另外，在权利要求中指出的特征在说明书中被更详细地说明和解释，其中示出了本发明的其他优选实施方式。

首先，本发明的要求保护的主题的各个元件按照它们在权利要求集合中被命名的顺序或者根据它们与本发明的相关性被解释，并且本发明的主题的特别优选的实施方式在下面被描述。

电机用于将电能转换成机械能并且/或者将机械能转换成电能，并且通常包括：被称为定子、支架或电枢的静止部分；以及被称为转子或转盘的部分，并且该部分相对于静止部分以可移动的方式布置。

在设计为旋转电机的电机的情况下，特别要区分径向通量电机和轴向通量电机。径向通量电机的特征在于，磁场线在转子与定子之间形成的气隙中沿径向方向延伸，而在轴向通量电机的情况下，磁场线在转子与定子之间形成的气隙中沿轴向方向延伸。

壳体包围电机。壳体还可以容纳控制电子器件和电力电子器件。此外，壳体可以是用于电机的冷却系统的一部分，并且可以被设计成使得冷却流体可以经由壳体供给至电机以及/或者热可以经由壳体表面散发至外部。另外，壳体保护电机和任何可能存在的电子器件免受外部影响。

径向通量电机的定子通常构造成筒形并且通常由电叠片组成，所述电叠片彼此电绝缘并且构造成层并被封装以形成叠片铁芯。利用这种结构，使由定子磁场引起的定子中的涡流保持为低的。分布在周向上的凹槽或周缘封闭的凹部嵌入到与转子轴平行延伸的电气叠片中，并容纳定子绕组或该定子绕组的一部分。基于朝向表面的构造，槽可以用锁定元件比如锁定楔或盖等封闭，以防止定子绕组分离。

转子是电机的旋转(快速旋转)部分。特别地，当还有定子时，使用转子。转子通常包括转子轴和布置在转子轴上以用于共同旋转的一个或更多个转子本体。转子轴也可以是中空的，这一方面减轻了重量，并且另一方面允许将润滑剂或冷却剂供应到转子本体。如果转子轴是中空的，则来自邻近单元的部件、例如轴可以突出到转子中或者穿过转子，而不会对电机的功能产生负面影响。

转子与定子之间的间隙被称为气隙。在径向通量电机中，这是具有径向宽度的轴向延伸的环形间隙，该径向宽度对应于转子本体与定子本体之间的距离。轴向通量电机、比如设计为轴向通量电机的机动车辆的电驱动电机中的磁通量在定子与转子之间的气隙中，平行于电机的旋转轴线被轴向引导。因此，形成在轴向通量电机中的气隙基本上呈环状盘的形式。

轴向通量电机、比如设计为轴向通量电机的机动车辆的电驱动电机中的磁通量在定子与转子之间的气隙中，平行于电机的旋转轴线被轴向引导。就轴向通量电机而言，除其他之外，出于对这些轴向通量电机进行扩展的考虑，在呈I形布置的轴向通量电机与呈H形布置的轴向通量电机之间做出区分。呈I形布置的轴向通量电机被理解为是指下述电机：在该电机中，电机的单个转子盘布置在电机的定子的两个定子半部之间，并且可以受到旋转的电磁场的作用。呈H形布置的轴向通量电机被理解为是指下述电机：在该电机中，电机的转子的两个转子盘将电机的定子容纳在轴向地位于所述两个转子盘之间的环形空间中，所述两个转子盘可以经由电机的定子经受旋转的电磁场。呈H形布置的电机的两个转子盘机械地连接至彼此。这通常经由轴或轴状连接元件来实现，该轴或轴状连接元件径向向内(在电机的磁体的径向内侧)突出穿过定子并且将两个转子盘径向向内地连接至彼此。H形布置的特殊形式由电机表示，该电机的两个转子盘在外侧(电机的磁体的径向外侧)径向地连接至彼此。然后，该电机的定子在内侧(通常在一侧)径向地紧固至支承电机的部件。H形布置的这种特殊形式也称为J形布置。

根据本发明的有利实施方式，可以设置的是，在定子与转子之间形成有轴承。这种构型的优点在于电机装置或电机装置的部件比彼此更稳定以抵抗倾斜。

根据本发明的其他优选改进方案，还可以设置的是，轴承(61)具有第一轴承点(611)和与第一轴承点(611)轴向间隔开的和第二轴承点(612)。因此，除了倾斜稳定性方面的进一步改善之外，还可以提供用于容纳轴接地元件11和/或转子位置传感器的附加保护安装空间。

此外，根据本发明的同样有利的实施方式，可以设置的是，轴接地元件和/或转子位置传感器布置在第一轴承点与第二轴承点之间。该构型的有利效果基于下述事实，两个轴承点可以在电机的可用轴向空间内以距彼此尽可能大的轴向距离布置，这为转子轴承和/或转子和定子的连接创建了坚固和防倾斜的轴承基部。通过将轴接地元件和/或转子位置传感器安置在第一轴承位置与第二轴承位置之间，还可以实现部件的紧凑且功能可靠的布置。

根据本发明的其他特别优选的实施方式，可以设置的是，转子经由至少一个轴承借助于至少一个第一轴承点相对于支承定子的部件被安装。通过将转子支承在支承定子的部件上并且不将其经由轴承点连接至定子，减少了定子结构上的机械应力。这允许定子的更具成本效益的设计，或者允许定子设计在电机的磁特性方面得到更多的优化，并优化其效率。

此外，本发明还可以进一步改进成使得轴接地元件和转子位置传感器布置在转子的轴向相对侧上。如果轴接地元件和转子位置传感器布置在转子的轴向相对侧上，并在那里占据类似的安装空间量，这使得转子、转子轴和/或转子轴承的设计相对对称。这在坚固性、轴承的准确度和各个部件的材料利用率方面是有利的。

在本发明的同样优选的设计变型中，还可以设置的是，轴接地元件和转子位置传感器轴向布置在转子的相同侧部上。因此，轴向通量电机的结构可以很好地适于不对称的安装空间条件，就像例如具有转子轴的单侧轴承的情况一样，或者如果不对称地作用在电机上的外力需要不同尺寸的轴承，并且因此占用不同的安装空间量。如果必须保护轴接地元件和转子位置传感器免受外部影响，例如冷却或润滑介质，则将轴接地元件和转子位置传感器轴向布置在转子的相同侧部上也是有意义的，以便能够将它们安置在与外部影响屏蔽(或密封)的相同空间中。

还可以有利地进一步开改进本发明，使得轴接地元件和/或转子位置传感器布置成在第一轴承点与第二轴承点之间形成的轴向区域外部，与第一轴承点邻近或与第二轴承点邻近。以这种方式实现的优点是，在电机已经组装好之后，轴接地元件和/或转子位置传感器更容易从外部触及。例如，这使得在电机安装之后更容易对转子位置传感器进行重新调节。如果轴接地元件很容易从外部触及，磨损的轴接地元件也可以很容易地用新的元件替换，而不必完全拆卸电机。

根据本发明主题的另一优选实施方式，可以设置的是，轴接地元件和/或转子位置传感器集成到设计为滚子轴承的轴承点中。如果轴接地元件和/或转子位置传感器集成到设计为滚子轴承的轴承点中，则特别紧凑的节省空间的布置是可能的。轴接地系统和转子位置检测系统总是具有附接至可以以相对速度旋转的两个单元的部件。当轴接地系统和/或转子位置检测系统的部件直接附接至相同滚子轴承的轴承环(例如，内环和外环)时，两个可旋转单元之间的可能最短公差链产生。由于转子位置传感器或轴接地元件必须补偿的几何偏差非常小，因此，如果将转子位置传感器和轴接地元件集成到轴承点中，则可以使它们特别小和紧凑。

最后，本发明还可以以有利的方式实现，使得轴接地元件和/或转子位置传感器布置在它们周围形成的干空间中。如果轴接地元件和/或转子位置传感器例如通过布置在它们周围的干空间被保护免受外部影响，则可以实现特别高的功能可靠性水平、准确度和使用寿命。由于它们周围形成的干空间，针对干环境优化的轴接地元件也可以用于电机，在电机中，冷却或润滑液可以在转子与定子之间得到。

附图说明

下面参照附图更详细地解释本发明和技术领域两者。应该注意的是，本发明并不旨在受到所示的示例性实施方式的限制。特别是，除非另有明确说明，否则还可以提取附图中概述的实质性内容的部分方面，并将它们与来自本说明书和/或附图的其他组成部分和知识相结合。特别地，应当注意的是，附图和特别地示出的比例仅是示意性的。相同的附图标记表示相同的对象，因此还可以使用来自其他附图的解释。

在附图中：

图1以轴向截面示意图示出了具有轴接地环和转子位置传感器的呈I形布置的轴向通量马达，轴接地环和转子位置传感器布置在转子与定子之间的轴承的两个轴向间隔开的轴承点之间，

图2示出了根据图1的细节，其中示出了连接至转子位置传感器的电气线路，

图3以轴向截面示意图示出了具有布置轴接地环和转子位置传感器的另一可能性的呈I形布置的轴向通量电机的另一示例，

图4以轴向截面示意图示出了呈I形布置的轴向通量电机的另一示例，其中，与根据图2的实施方式相比，轴接地环通过轴向布置在两侧部上的密封元件被保护免受不希望的外部影响，

图5示出了类似于图4的实施方式，其中，轴接地元件集成到滚子轴承中并借助于轴向布置在两侧部上的密封元件被保护，

图6示出了轴接地环和转子位置传感器的另一种可能的布置，其中，轴接地环和转子位置传感器在转子轴的轴向端部区域上彼此相邻地布置，

图7示出了轴接地环和转子位置传感器的另一种可能的布置，其中，轴向通量电机的定子经由柔性扭矩支承件支承在壳体中，

图8以轴向截面示意图示出了具有轴接地环和转子位置传感器的呈H形布置的轴向通量电机，轴接地环和转子位置传感器布置在转子与定子之间的轴承的两个轴向间隔开的轴承点之间，

图9以轴向截面示意图示出了具有布置轴接地环和转子位置传感器的另一可能性的呈I形布置的轴向通量电机的另一示例，其中，定子布置在壳体中以与壳体共同旋转和移位，并且其中转子经由单个轴承点支承在壳体的侧壁中，以及

图10示出了类似于根据图9的实施方式的呈I形布置的轴向通量电机的示例，其中，定子布置在壳体中以与壳体共同旋转和移位，并且其中转子经由两个轴向间隔开的轴承点安装在壳体的相对侧壁中。

具体实施方式

图1示出了电机装置1，该电机装置包括轴向通量电机2、部件6和输出元件100，该轴向通量电机呈I形布置以用于驱动能够电驱动的机动车辆，该部件以壳体7的形式支承定子3，该输出元件被设计为输出轴，该输出轴与转子4接触以用于与转子共同旋转。轴向通量电机2具有定子3和转子4。转子4经由两个轴向间隔开的轴承点611、612以可旋转的方式安装在电机组件1中。此外，被设计为输出轴的输出元件100经由轴向通量电机2的壳体7的侧壁中的另一轴承点622支承。可以清楚看到的是，轴接地元件11和/或转子位置传感器12布置在如下空间区域中：所述空间区域在径向方向上位于转子轴W与定子3之间并且在轴向方向上位于定子3的轴向范围X内。转子轴W经由内部齿轮传动装置连接至输出轴的外部齿轮传动装置，其中，输出轴在壳体7的外部经由附加外部齿轮传动装置与齿轮级22的齿轮啮合。

在轴向通量电机2的左手侧上示出了被设计为具有集成的转子位置传感器12的滚子轴承的轴承点611。轴承内环和轴承外环都具有与用于滚子体的滚道相邻的连接轮廓，转子位置传感器12附接至该连接轮廓。在图1中，位于内环与外环之间的可用于转子位置传感器12的区域被示出为带阴影的横截面区域。转子位置传感器12的部分连接至轴承内环并且转子位置传感器12的其他部分连接至轴承外环。转子位置传感器12检测传感器部分相对于转子位置传感器12的部分的角位置，该传感器部分经由轴承外环连接至定子3的电磁体以用于与定子的电磁体共同旋转，该转子位置传感器的部分经由轴承内环连接至转子4的永磁体以用于与转子的永磁体共同旋转。因此，永磁体相对于电磁体的角位置可以经由转子位置传感器12被连续检测。该信息对于轴向通量电机2的电磁体的正确启用是必须的。

图2示出了具有集成的转子位置传感器12的轴承点611的稍微更详细的截面图。部件紧固至轴承内环，该轴承内环具有作为测量参考的筒形表面和/或端面，该筒形表面和/或该端面的周向位置可以通过转子位置传感器12的紧固至轴承外环的部分检测。附接至外环的有源传感器部分连接至线缆。根据设计，该部分可以径向地测量到筒形参考表面或者轴向地测量到与旋转轴线正交的面。为了可以检测参考表面的周向位置，参考表面可以具有隆起部、凹陷部或凹部，或者参考表面可以包括具有不同材料特性的区域。例如，不同材料可以沿周向方向以一个在另一个后方的方式布置，或者例如，区域可以以不同的方式被磁化。

图1和图2示出了在该示例性实施方式中，套筒H被按压在轴承外环与定子3的壳体之间。该套筒H可以由非导电材料制成以便防止由磁场在转子4或定子3中感应的电压能够经由轴承点611放电。流动通过轴承点611的滚子接触部的电流可能损坏轴承。该套筒H还可以用于实现用于转子位置传感器12的简单且在功能上可靠的线缆布线。如图2所示，该套筒H具有部分开槽的设计，使得转子位置传感器12的一个或更多个线L可以穿过槽或穿过多个槽布线。因此，可以将转子位置传感器12连接至轴承外环，将转子位置传感器12的线L位于轴承外环上方并且然后使套筒H在轴承外环上方滑动使得线L位于槽中并且不被套筒H损坏。然后，轴承点611、转子位置传感器12和套筒H形成可测试单元，该可测试单元可以然后被压入到定子3的壳体中。然后，在轴承点611与壳体之间的力的径向和/或轴向输送经由套筒H发生。套筒H仅需要在圆周上具有一个槽或不同形状的凹部，转子位置传感器12的所有线L可以延伸穿过该槽或不同形状的凹部。然而，为了使套筒H在圆周上尽可能均匀地支承轴承环并且还具有可能的最均匀的刚性，通常更有意义的是，使多个线L穿过分布在圆周周围的多个槽，多个槽仅仅与相应的线L所需的槽一样大。为了实现套筒H的最均匀可能刚性，也可以有意义的是，在套筒H中提供比存在的传感器线缆显著更多的槽或不同形状的凹部，并且在套筒H的圆周上均匀地布置这些相同形状的槽。当轴承点611的滚子轴承已经与套筒H一起被压入到定子3中时，传感器线缆或线L可以径向向外铺设并且紧固至定子壳体的外部。如果线L可以在定子壳体中的无论如何设置的凹部中布线，则特别节省空间。

替选地使用开槽的套筒H，定子壳体的轴承外环或轴承座部也可以部分地开槽以便能够沿轴向方向将转子位置传感器12的线L布线。

在图1中示出的轴向通量马达的右手侧上示出了具有集成的轴接地元件11的轴承点612的滚子轴承。该滚子轴承在内环和外环上具有连接轮廓，轴接地元件11和形成用于轴接地元件11的接触表面的部件可以紧固至该连接轮廓。在该示例性实施方式中，轴接地元件11紧固至静止轴承外环并且在轴承外环与位于轴承内环上的接触表面之间建立电连接。为此目的，轴接地元件11是导电的并且始终以轻微接触力触及接触表面。由于轴接地元件11在参考表面的圆周上滑动，因此轴承内环与轴承外环之间的旋转运动在不使导电率中断的情况下是可能的。在该实施方式中，用于轴接地元件11的接触表面不由轴承内环直接形成，而是由单独部件形成，使得可以独立于轴承内环的材料、热处理和表面处理来优化接触表面的材料和表面处理。对于轴承内环的表面特性足以用于轴接地的应用，轴接地元件11还可以直接触及轴承内环。替选地，轴接地元件11还可以在附接至转子轴W的部件上滑动或者直接在转子轴W上滑动，如果轴接地元件的特性适合于此。

图1中所示出的示例性实施方式的两个转子轴承(轴承点611、612)都是角接触滚珠轴承，并且在O形布置中彼此对准。当然，转子位置传感器12和轴接地元件11也可以集成到其他类型的轴承中或紧固至其他类型的轴承。在转子位置传感器12和接地元件11的功能方面，用于确定轴承类型的滚子元件滚道和滚子元件的形状仅具有较小影响。然而，对于转子位置传感器12重要的是，转子位置传感器12或形成参考表面的部件所附接的轴承环不能相对于轴承环被分配到的电动马达的磁体旋转。由于转子位置传感器12的甚至小的位置误差可能导致马达控制中的误差和显著测量误差，因此对于具有集成的转子位置传感器12的所有轴承，必须防止轴承环在轴承环的轴承座部上的无意漂移。这可以最佳地借助于在周向方向上作用的形状配合来防止。

对于轴接地元件11至关重要的是，轴接地元件11连接的轴承环始终导电地连接至轴承环的相邻部件，并且轴承环与轴承环的轴承座部之间的导电率不受损害。

在图1中所示出的示例性实施方式中，转子轴承(轴承点611、612)布置在转子轴W的相对端部区域上并且因此径向地位于两个定子半部的轴向端部区域内部。该布置导致轴向通量电机2的轴向长度内的最大可能轴承间距并且因此导致最大可能刚性轴承基部。为了能够将轴承点611、612布置成彼此远离，转子位置传感器12和轴接地元件11已经轴向地布置在两个滚子元件滚道内部。为了帮助平滑转子轴承，在该示例性实施方式中已经接纳到转子位置传感器12的复杂线缆布线。

替选地，为了简化线缆布线，具有集成的转子位置传感器12的轴承点611的轴承也可以以其他方式布置，使得转子位置传感器12背离转子4并且位于定子3的轴向端部区域附近。然后，线L可以以相对简单的方式沿着定子3外部布线。具有轴接地元件11的轴承点612当然也可以设计成使得轴接地元件11在轴向方向上背离转子4并且位于定子3的轴向端部区域附近。

图3以轴向截面示意图示出了呈I形布置的轴向通量电机2的另一示例，其具有布置轴接地元件11和转子位置传感器12的另一可能性。在该示例性实施方式中，转子位置传感器12和轴接地元件11不直接连接至转子轴承或集成到轴承点611、612中。相反，转子位置传感器和轴接地元件被布置为轴承611、612附近的单独组件。转子位置传感器12在轴向通量电机2的转子4的左手侧上再次布置在形成左手轴承点611的左手转子轴承与转子4之间。转子位置传感器12的有源部分再次被示出为带阴影的横截面，该有源部分经由紧固板和连接元件机械连接且电连接至定子3。将转子位置传感器12连接至马达控制单元(未示出)的线L(在附图中未示出)或不同设计的电导体可以穿过连接元件和定子3的内部被布线至定子3电连接至马达控制单元的点。在组装方面，可以有用的是，在转子位置传感器12的连接元件与定子3之间提供插头和/或插头连接装置。这意味着连接转子位置传感器12所需的电导体L可以在组装期间的早期阶段安装在定子3内部，或者甚至在那里(例如，通过铸造或包覆成型)集成到塑料部件中，并且转子位置传感器12可以仅稍后在组装过程中连接至这些导体L。

在该示例性实施方式中所示出的转子位置传感器12的情况下，参考表面直接由从转子轴W形成的转子基部形成，该参考表面的轴承由转子位置传感器12的有源传感器部件检测。附图示出了围绕圆周分布并且集成到转子基部的面中的凹部中的一个凹部。由于无论如何都需要的转子部件的轮廓直接用作测量基准，因此形成测量基准的附加部件不需要安装空间，并且集成到转子4中的永磁体与测量基准之间的公差链也减小。

可以在转子4的右侧上看到位于右侧转子轴承或右侧轴承点612与转子4之间的轴接地元件11。轴接地元件11以机械的方式直接紧固至定子3的壳体并且导电地连接。此外，轴接地元件11接触转子轴W，并且在转子4旋转时在由转子轴W形成的接触表面上滑动，以便确保定子3与转子4之间的永久导电连接。为了附加地确保没有电流可以流过转子轴承，轴承环可以与轴承环连接的电动马达部件(例如，定子壳体或转子轴W)电绝缘。这可以例如通过接触表面上的非导电涂层来完成。替选地，非导电材料可以用于现有轴承或邻近部件，或者用于布置在轴承与轴承的邻近部件之间的附加部件。

例如，可以使用具有陶瓷部件的轴承来防止电流流过轴承。

图4示出了呈I形布置的轴向通量电机2的另一示例，其中，与根据图3的实施方式相比，轴接地元件11通过轴向布置在两侧上的密封元件14保护以免受不期望的外部影响。所示出的布置例如对于具有开放冷却概念的轴向通量电机2是有用的，其中，冷却介质(例如，油或冷却液体)不仅在密封通道中流动通过定子3，而且流入到位于定子3与转子4之间的间隙中并且/或者可以进入到壳体7中。然后，轴接地元件11与轴接地元件的接触表面之间的滑动接触必须被保护以免受冷却介质(或来自润滑剂和灰尘颗粒)的影响，因为这将以其他方式损害两个部件之间的导电率。在所示出的示例性实施方式中，例如，轴向布置在靠近接地元件11的两侧上的密封元件14被设计为轴密封环。然而，也可以使用其他类型的密封件。诸如间隙密封件或迷宫式密封件的非接触式密封件特别适合于高速电动马达。由于在几乎所有类型的密封件的情况下将预期少量泄漏，因此在示例性实施方式中提供了排放通道K，通过该排放通道，已经渗入的流体可以在最低点处再次流出为轴接地元件11提供的干空间13。排放通道K用于排出泄漏流体以及使得能够在密封干空间13与其紧邻周围环境之间进行压力均衡。这是因为压力差、比如由于热膨胀或大气空气压力的变化而可能产生的压力差可能以其他方式迫使流体通过以其他方式密封的密封元件14。排放通道K必须在其可以被消除的点处终止，使得在高压下的流体从那里被迫进入到排放通道K中。同时，通道横截面必须足够大，使得在排放通道K中没有流体可以通过毛细管作用上升。通道中的流体液滴或流体雾的不期望渗入和上升也可以由通道中的过滤膜或其他织物插入物来防止。在所示出的示例性实施方式中，在定子壳体的筒形区域中的最低点处存在孔，轴接地元件11被压入该孔中，泄漏流体可以通过该孔进入到位于定子3内部的通道中。为了可以收集到轴接地元件11的右侧和左侧两者的泄漏流体可以流入到相同的孔中，轴接地元件11在孔的区域中在其外部轮廓中具有凹部，流体可以通过该凹部从两侧流入到孔中。泄漏流体通过定子中的通道传导至定子壳体中的侧向孔，泄漏流体可以通过该侧向孔流入到轴向通量电机2的壳体7中。

图5示出了类似于图4的实施方式，其中，轴接地元件11被集成到滚子轴承中并且借助于轴向地布置在两侧上的密封元件14保护。在该变型中，接地元件11被集成到位于转子4与定子3之间的轴承61的转子轴承或轴承点612中。在轴承外环与轴承内环之间，由两个密封元件14形成有干空间13，两个密封元件紧固至轴承外环并且抵靠轴承内环密封并且被设计为密封盘或覆盖盘，轴接地元件11位于该干空间中。密封可以通过接触密封或非接触密封(例如，间隙密封)来实现。为了仍然能够排出已经渗入的泄漏流体，径向孔(或以不同方式设计的凹部)在轴承外环中在圆周的最低点处设置至接地元件11的右侧和左侧，泄漏流体可以通过该径向孔流入到定子3中的排放通道K中。然后，泄漏流体经由定子3中的通道排出。

图6示出了轴接地元件11和转子位置传感器12的另一可能布置，其中，轴接地元件和转子位置传感器在转子轴W的轴向端部区域上彼此相邻地布置。示出了示例性实施方式，其中，转子位置传感器12和接地元件11在转子轴W的轴向端部区域上彼此相邻地布置。转子位置传感器12和接地元件11安装在盖状承载件T中，通过该盖状承载件，转子位置传感器和接地元件可以作为预先组装的结构单元连接至定子3。盖状承载件T、被设计为中空轴的转子轴W中的盖D以及被设计为位于盖状承载件T与转子轴W之间的轴密封环的密封元件14形成用于接地元件11和转子位置传感器12的干空间13。由于盖状承载件T和盖D密封轴向通量电机2的与输出轴相对的端部，因此在该示例性实施方式中，干空间13可以使用单个密封件密封，在该单个密封件处产生差速。在该干空间13中，也可以在最低点处提供通道以用于排出可能已经渗入的任何泄漏流体。

在该示例性实施方式中，转子位置传感器12被定位成使得其可以检测作为参考表面的转子轴W的端面。用于将转子位置传感器12连接至发动机控制单元的线缆或其他电导体可以通过盖状承载件T布线至外部(密封衬套)并且然后沿着马达控制单元铺设在定子壳体的外侧上。保护和密封位于衬套点处的导体的元件也可以形成在周向方向上与定子3有效的形状配合，并且因此可以用作用于转子位置传感器12的防旋转装置。图示还示出了用于转子4的替选轴承变型。转子轴W由位于相应的定子半部上的被设计为深槽滚珠轴承的轴承点611、612支承在每个侧部上。一个侧部被设计为固定轴承并且另一个侧部被设计为浮动轴承。

图7示出了轴接地元件11和转子位置传感器12的另一可能布置，其中，定子3经由呈所谓的长度补偿元件8形式的柔性扭矩支承件支承在壳体7中。图7意在表明在此提出的如下可能性：以在功能上合理的方式将转子位置传感器12和/或轴接地元件11布置在最小空间中可以与用于转子轴承的非常不同的设计组合。在该示例性实施方式中，转子轴W由轴承62借助于轴向通量电机2的壳体7的相对侧壁中的两个轴承点621、622支承，并且轴向通量电机2的定子3进而由另一轴承61借助于转子轴W的两个轴向间隔开的轴承点611、612支承并且附加地经由扭矩支承件8固定以防止相对于壳体7的无意旋转。

图8示出了呈H形布置的轴向通量电机2，其具有轴接地元件11和转子位置传感器12，该转子位置传感器布置在位于转子4与定子3之间的轴承61的轴向间隔开的两个轴承点611、612之间。图8示出了呈H形布置的轴向通量马达，其中，转子轴W经由轴承62借助于位于轴向通量电机2的壳体7的相对侧壁中的两个轴承点621、622安装，并且其中，定子3安装在转子4或转子轴W上。这经由两个轴承点611、612实现，两个轴承点彼此轴向间隔开并且被设计为滚子轴承。转子位置传感器12集成到滚子轴承中的一个滚子轴承中并且接地元件11布置在两个轴承之间。附图意在表明在此提出的如下可能性：以在功能上合理的方式将转子位置传感器12和/或轴接地元件11布置在最小空间中可以与不同设计的轴向通量电机2组合。本公开中所提出的设计特别适合于呈I形布置、H形布置和J形布置的轴向通量马达。

图9以轴向截面示意图示出了呈I形布置的轴向通量电机的另一示例，其具有布置轴接地元件11和转子位置传感器12的另一可能性。定子3布置在壳体7中使得定子不能旋转和移动，而转子4经由单个轴承点622安装在壳体7的侧壁中。转子位置传感器12轴向地布置在转子4的一侧上并且轴接地元件11布置在另一侧上。

图10示出了与根据图9的实施方式类似的呈I形布置的轴向通量电机的示例，其中，定子3也布置在壳体7中以用于与壳体共同旋转和移位，并且其中，转子4经由两个轴向间隔开的轴承点621、622安装在壳体7的相对侧壁中。

如果在本发明的意义内，转子4被支承在定子3上或被支承为与定子相对，则这意味着定子3布置在壳体7中或部件6上的实施方式，其支承定子3以用于与定子共同旋转和移位，并且其中，转子4然后经由一个或更多个轴承点安装在定子3上。当定子3经由轴向弹性长度补偿元件8布置在壳体7内时，定子3被称为安装在转子4上—即，定子可以在壳体7内小范围移动—并且经由一个或更多个轴承点支承在转子4上(图7和图8的实施方式)。

本发明不限于附图中所示出的实施方式。因此，以上描述不应被视为是限制性的，而是说明性的。所附权利要求应被理解为意味着所限定的特征存在于本发明的至少一个实施方式中。这并不排除其他特征的存在。如果专利权利要求书和以上的说明书限定了“第一”和“第二”特征，则该名称用于区分相同类型的两个特征，而没有限定优先顺序。

附图标记列表

1 电机装置

2 轴向通量电机

3 定子

31 抵接部

4 转子

41 抵接部

6 支承部件(支承该定子)

7 壳体

8 长度补偿元件

9 供应线路

11 轴接地环

12 转子位置传感器

13 干空间

14 密封元件

22 齿轮级

61 轴承(在转子与定子之间)

611 第一轴承点

612 第二轴承点

62 轴承点(在转子与壳体之间)

621 第一轴承点

622 第二轴承点

100 输出元件

L 电连接线

X (定子的)轴向延伸

W 转子轴

H 套筒(用于线缆布线)

K 排放通道(用于液体)

T 承载件

D 盖

Claims (11)

1.一种电机装置(1)，包括

-用于驱动可电驱动的机动车辆的轴向通量电机(2)，所述轴向通量电机具有定子(3)且具有转子(4)，所述电机装置还包括

-部件(6)，所述部件支承所述定子(3)，以及

-输出元件(100)，所述输出元件与所述转子(4)接触以用于与所述转子共同旋转，

所述转子(4)布置成经由至少一个轴承点(61，611，612；62，621，622)以可旋转的方式安装在所述电机装置(1)中，

其特征在于，

轴接地元件(11)和/或转子位置传感器(12)布置在如下空间区域中：所述空间区域在径向方向上位于转子轴(W)与所述定子(3)之间并且在轴向方向上位于所述定子(3)的轴向范围(X)内。

2.根据权利要求1所述的电机装置(1)，

其特征在于，

在所述定子(3)与所述转子(4)之间形成有轴承(61)。

3.根据权利要求2所述的电机装置(1)，

其特征在于，

所述轴承(61)具有第一轴承点(611)和与所述第一轴承点(611)轴向间隔开的第二轴承点(612)。

4.根据权利要求3所述的电机装置(1)，

其特征在于，

所述轴接地元件(11)和/或所述转子位置传感器(12)布置在所述第一轴承点(611)与所述第二轴承点(612)之间。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的电机装置(1)，

其特征在于，

所述转子(4)经由至少一个轴承(62)借助于至少一个第一轴承点(621)相对于支承所述定子(3)的所述部件(6)被安装。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的电机装置(1)，

其特征在于，

所述轴接地元件(11)和所述转子位置传感器(12)布置在所述转子(4)的轴向相对侧部上。

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的电机装置(1)，

其特征在于，

所述轴接地元件(11)和所述转子位置传感器(12)轴向地布置在所述转子(4)的相同侧部上。

8.根据权利要求3至7中的任一项所述的电机装置(1)，

其特征在于，

所述轴接地元件(11)和/或所述转子位置传感器(12)布置成在所述第一轴承点(611)与所述第二轴承点(612)之间形成的轴向区域外部，与所述第一轴承点(611)邻近或与所述第二轴承点(612)邻近。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的电机装置(1)，

其特征在于，

所述轴接地元件(11)和/或所述转子位置传感器(12)集成到设计为滚子轴承的轴承点(611，612)中。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的电机装置(1)，

其特征在于，

所述轴接地元件(11)和/或所述转子位置传感器(12)布置在所述轴接地元件和所述转子位置传感器周围形成的干空间(13)中。

11.根据权利要求10所述的电机装置(1)，

其特征在于，

所述干空间(13)设计成由至少一个密封元件(14)密封，其中，所述至少一个密封元件(14)被集成到设计为滚子轴承的轴承点(611，612)中，或被紧固至所述轴承点，或被布置在与所述轴承点(611，612)直接邻近的距离处。

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