CN116210144A - 电机装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机装置(1)，该电机装置包括具有定子(3)和转子(4)的电机(2)，该电机装置还包括支承定子(3)的部件(6)，并且包括与转子(4)接触以用于与转子共同旋转的输出元件(100)。根据本发明，定子(3)经由长度补偿元件(8)在旋转方向上被支承并且以至少可轴向移动的方式连接至支承该定子(3)的部件(6)。

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：用于对可电动驱动的机动车辆进行驱动的电机，该电机具有定子和转子；对定子进行支承的部件；以及输出元件，该输出元件与转子接触以用于与转子共同旋转。

背景技术

对于电动马达而言，重要的是将磁场流经的部件非常精确地对准，因为即使在部件彼此之间的位置中存在的偏差很小也可能对磁通量产生重大影响(例如，由于气隙的改变所造成的)。因此，重要的是将电动马达的机械结构设计得足够坚固，以确保电气部件或磁性部件的必要的精确对准。因此，当设计转子和定子时，重要的是这些部件不会通过马达本身所产生的力或通过作用在马达上的外部载荷，或者通过惯性力、比如特别是作用在转子上的离心力而变形至不可接受的程度。另外，转子的轴承必须足够坚硬，以确保转子与定子的精确对准。

在用于机动车辆的电动马达的实际设计中，使电动马达的结构特别坚硬的需求通常与车辆构造中始终存在的紧凑设计、低重量、高功率密度和低成本的要求相冲突。

发明内容

本发明基于以下目的：该目的提供一种带有电机的电机装置，该电机确保尽可能多地节省安装空间的设计并同时确保转子和定子相对于彼此的高精确定位。

对本发明的考虑基于以下构思：“代替将所有承载部件设计得特别坚硬、坚固且庞大，通常更有意义的是在适合的点处采用附加的措施或提供附加的部件来确保相邻部件上的载荷被减少。”另外通常更明智的是，实现较短的公差链或对公差不敏感的部件布置，而不是仅仅依靠高精度的生产工艺。这就是本发明切入之处。

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具有定子和转子的电机、支承该定子的部件、以及与转子接触以与转子共同旋转的输出元件。根据本发明，定子经由长度补偿元件在旋转方向上被支承，并且以至少可轴向移动的方式连接至支承该定子的部件。这实现了电机装置可以设置有结构简单的装置的优点，其确保了在变化的操作情况下定子相对于转子的定位得到改进。由于定子能够适应转子的轴向位移和径向位移，因此通常由电机的相邻部件的变形和力所引起的转子的这些轴向位移和径向位移不会导致定子结构中的任何显著变形或者不会使转子与定子之间的对准显著恶化。这降低了定子上的机械应力，这意味着该定子可以以更成本有效的方式来制造。定子与转子的更精确的对准提高了电机的效率。由优选地布置在定子的径向外部区域上的长度补偿元件提供的扭矩支承部将定子与转子的旋转运动分离，并且因此防止定子以不被允许的方式扭转或共同旋转。该扭矩支承部对下述反作用扭矩进行支承：该反作用扭矩通常在马达产生从转子轴传输至传动系的下游单元的扭矩时出现。沿周向方向进行观察，定子实际上经由长度补偿元件牢固地连接至马达壳体，因为这对马达的运行是必需的。对于所有其他运动方向，扭矩支承不代表重要限制，使得定子可以由于定子与转子之间的轴承点而使定子自身始终与转子的位置对准，并且该定子还可以跟随转子的位置变化、比如在驱动操作期间由于电动马达壳体和/或电动马达轴的弹性变形或热膨胀而可能发生的转子的位置变化。

本发明的其他有利的实施方式在从属权利要求中予以说明。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相互组合并且可以限定本发明的其他实施方式。另外，权利要求中所指示的特征在说明书中进行更详细地说明和解释，在该说明书中示出了本发明的其他优选实施方式。

首先，对本发明的所要求保护的主题的各个元件按其在权利要求组中命名的顺序或根据其关于本发明的相关性进行解释，并且在下面对本发明的主题的特别优选的实施方式进行描述。

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。

在电机被设计为旋转机器的情况下，特别地在径向通量机器与轴向通量机器之间进行区分。径向通量机器的特征在于，磁场线在转子与定子之间所形成的气隙中沿径向方向延伸，而在轴向通量机器的情况下，磁场线在转子与定子之间所形成的气隙中沿轴向方向延伸。

壳体将电机封围。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应至电机以及/或者热可以经由壳体表面散发至外部。另外，壳体保护电机和可能存在的任何电子器件免受外部影响。

径向通量机器的定子通常构造成筒形的并且通常由电气叠片构成，这些电气叠片彼此电绝缘并且构造成多层的并被封装以形成叠片式芯部。利用这种结构，定子中由定子场引起的涡流保持较低。凹槽或周向封闭的凹部围绕平行于转子轴延伸的电片的圆周进行分布并且容纳定子绕组或定子绕组的部分。基于朝向表面的构造，凹槽可以用诸如封闭楔形件或覆盖件等之类的闭合元件封闭，以防止定子绕组分离。

转子是电机的旋转(转动)部分。特别地，转子在另外存在有定子时使用。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。转子轴还可以是中空的，这一方面减轻了重量，并且另一方面允许向转子本体供应润滑剂或冷却剂。如果转子轴被设计成是中空的，则来自相邻单元的部件、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。在径向通量机器中，该气隙是轴向延伸的环形间隙，该环形间隙具有对应于转子本体与定子本体之间的距离的径向宽度。轴向通量电机、比如机动车辆的被设计为轴向通量机器的驱动电机中的磁通量在定子与转子之间的气隙中被轴向地引导成与电机的旋转轴线平行。因此，形成在轴向通量机器中的气隙基本上呈环状盘的形式。

轴向通量电机、比如机动车辆的被设计为轴向通量机器的驱动电机中的磁通量在定子与转子之间的气隙中被轴向地引导成与电机的旋转轴线平行。就轴向通量机器而言，除其他之外，出于对这些轴向通量机器进行扩展的考虑，在呈I形布置的轴向通量机器与呈H形布置的轴向通量机器之间做出区分。呈I形布置的轴向通量机器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该电机的定子的两个定子半部之间，并且经由电机的定子可以经受旋转的电磁场的作用。呈H形布置的轴向通量机器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该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的作用。呈H形布置的电机的两个转子盘彼此机械地连接。这通常借助于轴或轴状连接元件来实现，该轴或轴状连接元件径向向内地(在电机的磁体的内部径向地)突出穿过定子并且径向向内连接两个转子盘。H型布置的特殊形式通过下述电机来表示：这些电机的两个转子盘径向向外地(在电机的磁体的外部径向地)彼此连接。然后，该电机的定子径向向内地(通常在一侧)紧固至支承该电机的部件。这种H型布置的特殊形式也被称为J布置。

根据本发明的有利实施方式，可以设置的是，支承该定子的部件被设计为电机的壳体，该壳体确保了转子和定子的对应的紧凑设计和对应的保护以及转子和定子的相互支承。

根据本发明的进一步优选的其他改进方案，还可以设置的是，定子布置成相对于转子经由至少一个第一轴承而被支承成使得与转子的旋转运动脱离。这具有的优点在于，这种乍看起来似乎有些笨拙的解决方案大大降低了作用在马达的电气主动部分上或作用在将马达的电气主动部分围绕的结构上的机械应力。这允许在不必使部件本身更加坚固的情况下减少部件的变形。转子被安装在定子上的事实也使电动马达对驱动操作期间发生的转子轴的位置偏差、安装公差或暂时性移位不太敏感。由于定子被安装在转子上，因此定子的位置与转子的当前位置直接关联，使得转子轴的位置变化对转子和定子产生同等影响。

此外，根据本发明的另一有利实施方式，可以设置的是，长度补偿元件被设计为沿轴向方向或沿径向方向延伸的延伸件，该延伸件在对应的凹部中的一些区域中被导引，其中，该延伸件连接至定子或连接至支承该定子的部件，并且其中，对应的凹部形成在支承部件中或形成在定子中。这经由长度补偿元件确保了定子的结构上简单且有效的扭矩支承部，并且同时使定子和转子能够具有移动性，这允许对转子和/或定子的较小的位置变化——例如由于热膨胀等而产生的位置变化——进行补偿或跟随。

根据本发明的另一特别有利的实施方式，可以设置的是，延伸件在至少沿一个周向方向的力的作用下经由弹性元件布置在对应的凹部中。这种设计的优点在于，弹性元件的弹性允许经限定的较小的轴向位移和径向位移以及销与筒形孔之间的轻微倾斜。电机壳体与定子壳体之间的这种移位能力在周向方向上的扭矩支承方面可以忽略不计，但是该移位能力相对于定子必须执行以便跟随转子的位置的所有其他运动却是足够大的。有利地，弹性元件被设计为弹性体或者被设计为螺旋弹簧或板簧，因此，实现了简单且节省空间的弹性扭矩支承。

定子与壳体之间的扭矩支承也可以以其他方式实现。将扭矩以切向力的形式经由同样切向布置或近似切向布置的元件进行传输是特别有用的。这种切向布置的元件应当具有细长形状并带有沿纵向方向与相反的端部区域邻接的紧固点，通过该紧固点，该元件可以在一侧紧固至定子并且可以在另一侧紧固至电机的壳体。然后，电机的扭矩可以以拉伸力或压缩力的形式沿元件的纵向方向进行传输。定子的所有其他运动都可以通过元件的弹性变形来进行。这些弹性变形基本上通过两个端部区域相对于彼此的弹性偏转来进行(弹性偏转主要与元件的纵向方向正交并通过元件的扭转来进行)。

为此目的，本发明可以进一步改进成使得长度补偿元件由周向地连接至定子的至少一个板簧形成，或者由周向地连接至定子的至少一个板簧组件形成。然而，特别优选地，长度补偿元件由连接至定子的周向分布的多个板簧形成，或者由连接至定子的周向分布的多个板簧组件形成。借助于围绕圆周分布的若干个长度补偿元件，可以特别好地对高扭矩进行支承。与单个长度补偿元件的情况相比，围绕圆周分布的若干个板簧的组合允许使定子相对于壳体的径向位移显著地减小。因此，经由围绕圆周分布的若干个长度补偿元件连接的定子在组装期间必须与转子的旋转轴线非常精确地对准。由于围绕圆周分布的长度补偿元件期望防止定子稍后径向地偏离该位置，因此围绕圆周分布的长度补偿元件吸收定子的径向力并将径向力传输至壳体。因此，利用围绕圆周分布的若干个板簧紧固的定子几乎不会将扭矩所引起的径向支承力经由定子与转子之间的轴承传输至转子，如仅利用一个长度补偿元件支承在壳体上的定子将力仅沿切向方向传输的情况一样。因此，围绕圆周分布的若干个长度补偿元件非常适合于支承电机的产生特别高的扭矩的定子。

作为上述实施方式的替代方案，如果两个间隔开的紧固点允许在若干个空间方向上进行旋转运动，但是同时使定子和壳体上的两个紧固点之间的距离保持恒定，则扭矩也可以经由固有刚性的切向或近似切向地布置的元件来支承，该元件经由所述两个间隔开的紧固点在一侧紧固至定子并且在另一侧紧固至电机的壳体或紧固至支承该定子的其他部件。为此目的，本发明还可以以有利的方式实现成使得长度补偿元件被设计为联接杆。特别地，可以设置的是，联接杆在其自由的轴向端部中的至少一个轴向端部上具有铰接连接部、特别是球形接头连接部，或者具有弹性连接部、特别是配备有弹性体的连接头部。由于扭矩支承部的长形的抗扭结区域与可以沿所有空间方向倾斜的紧固点之间的清楚的功能分离，因此可以特别好地实现扭矩支承，该扭矩支承也适用于高扭矩，同时允许定子进行较大的轴向移位和径向移位以及倾斜和摆动运动，其中，由马达扭矩所引起的定子的切向力通过长形的抗扭结区域以拉伸力或压缩力的形式在长度补偿元件的两个紧固点之间传输。

具有在圆周上偏移的两个紧固点的扭矩支承部布置成使得：沿圆周方向进行观察，电机在操作期间将较大的扭矩沿该圆周方向传输至下游部件，扭矩支承部在定子上的紧固点位于扭矩支承部在支承该定子的部件(例如，电机的壳体)上的紧固点的前方，使得电机的最大扭矩以切向拉伸力的形式经由扭矩支承被传输。在另一圆周方向上，电机沿该圆周方向递送较低的扭矩，然后扭矩支承部通过压缩力传输该扭矩。

根据本发明的进一步优选的其他改进方案，还可以设置的是，长度补偿元件被设计为用于冷却剂的供应管线，该供应管线沿轴向方向或沿径向方向延伸并被设计为波纹管。由于波纹管是可以在两个间隔开的紧固点之间传输力并同时紧密地封围内腔的弹性部件，因此波纹管可以同时用作扭矩支承部和供应管线。然后，波纹管将电机的扭矩所引起的切向力从电机定子传输至支承该电机的部件(例如，壳体)。波纹管的挠性不会对定子的轴向运动、径向运动和倾斜运动产生显着影响，因为波纹管可以在这些较小的空间位移的范围内发生弹性变形，并且始终形成可以供冷却剂经过的密封的内部空间。

在本发明的同样有利的实施方式中，可以设置的是，供应管线被设计成通过预定的最大距离来补偿由于在定子与支承该定子的部件之间插置有长度补偿元件而被允许的定子的轴向位移。这意味着定子可以使其本身与转子的当前位置对准而不会发生旋转，并且定子的电力供应、控制、冷却和监测所需的所有连接或供应管线(例如电缆、汇流条、软管或管道)都被设计成在定子与电动马达壳体之间是挠性的，而且定子通过扭矩支承元件(上面也被称为长度补偿元件)连接至电动马达壳体，该扭矩支承元件也是挠性的。

根据本发明的其他特别优选的实施方式，可以设置的是，被设计为冷却剂管线的供应管线至少部分地由弹性的和/或可移位的密封件、弹性波纹管、弹性波节管或弹性软管形成，使得在通过定子与支承该定子的部件之间的轴向长度补偿元件所能实现的所有轴向位置中确保向定子供应冷却剂。如果定子在转子上安装成使得定子除了旋转运动之外可以跟随转子的所有运动，则挠性供应管线或者另外的刚性供应管线的挠性连接实际上不是优点而是必需。目前所能看到的利用这种轴承概念来消除定子供应管线中的挠性的唯一方法是将电力电子器件和冷却系统直接固定至定子，并且因此以浮动方式将电力电子器件和冷却系统与定子一起支承在转子上，但这种方法成本更高。

特别优选地，被设计为冷却剂管线的供应管线包括下述管部段：该管部段在至少一个轴向端部处被设计成具有弹性的和/或可移位的密封件，并且以可移位的方式布置成在接纳部中被导引。这为可以在一些区域中移动的用于冷却剂的供应管线创造了特别稳定且持久的解决方案。

根据本发明的其他特别优选的实施方式，还可以设置的是，用于向定子供应冷却剂的联接杆在内部是中空的，并且/或者被设计成至少在一些区域中是导电的，以用于定子的电力供应。共同组件中的扭矩支承功能与传递冷却剂或电流的任务的功能一体化可以节省安装空间和/或成本，其中，该共同组件针对所述两个功能可以至少部分地使用相同的部件。由于与刚性连接的元件相比，扭矩支承部和挠性的供应管线不可避免地占用更多的空间，并且需要更复杂的部件，因此功能一体化提供了在空间和成本方面至少部分地弥补了该缺点的巨大优势。

此外，本发明还可以进一步改进的是，设计成作为电力线的供应管线至少在一些区域中具有长度补偿部段，该长度补偿部段使供应管线能够延伸，其中，长度补偿部段特别地由电缆、弹性汇流条、螺旋导体或由弹性导电的导体网状物形成。由于电力线允许进行长度补偿，并且由此可以适于改变两个紧固点之间的距离，因此定子可以在有限的空间内移动，而不会对供应管线造成损坏。当供应管线基本上平行于电机的旋转轴线布置并且转子的轴向位移直接导致供应方向的长度变化时，以及当供应管线主要径向地布置且定子的轴向位移导致供应管线发生也会使供应管线长度改变的近似S形变形或倾斜时，连接管线的长度补偿是有意义的。

在本发明的其他有利的设计变型中，还可以设置的是，被设计为供电机的电力供应所用的电力线的供应管线由周向地分布在定子上的至少两个板簧或板簧组件形成。这为接触定子绕组端部创造了一种在结构上特别有吸引力的解决方案。可以省略定子绕组端部到共同的中心连接点的复杂的重新定向，并且定子绕组端部可以在其于定子上周向地伸出的位置处周向地连接在绕组的端部处。

还可以有利的是，将本发明进一步改进成使得被设计为电力线的供应管线可以形成为类似于扁平条带，其中，电力线与定子连接成使得电力线的条带平面垂直于定子的运动的轴向方向延伸。在扁平条带状形状的情况下，电力线在垂直于条带平面的方向上具有最小的宽度，并且因此在垂直于条带平面的方向上最具有挠性。如果条带平面定向成垂直于转子的旋转轴线，并且因此垂直于定子的轴向方向，则电力线具有最大挠性的方向沿定子预期具有最大位移的相同方向定向。这种取向和扁平条带状形状允许电力线以特别经济的方式实现，这些电力线具有足够大的横截面以为电机传输电流，并且同时在电机的轴向方向上具有足够的挠性。

附图说明

下面参照附图对本发明和技术领域二者进行更详细的解释。应当注意的是，本发明不旨在被示出的示例性实施方式所限制。特别地，除非另有明确说明，否则还可以选取附图中概述的实质性内容的部分方面并将部分方面与来自本说明书和/或附图的其他部件和知识相结合。特别地，应当注意的是，附图和特别地示出的比例在本质上仅是示意性的。相同的附图标记表示相同的对象，因此也可以使用来自其他附图的解释。

在附图中：

图1以示意性表示的方式示出了呈H形布置的轴向通量电机的轴向截面，

图2以示意性表示的方式示出了呈I形布置的轴向通量电机的轴向截面，

图3以示意性表示的方式示出了带有扭矩支承长度补偿元件的不同布置的根据图2的呈I形布置的轴向通量电机的轴向截面，

图4以立体表示的方式示出了经由板簧而带有扭矩支承、经由电力汇流条而带有电力供应并且经由以可移动的方式安装的导管而带有冷却剂供应的呈I形布置的轴向通量电机，

图5示出了经由近似切向布置的刚性联接杆而带有扭矩支承的呈I形布置的轴向通量电机，

图6以示意性表示、即一个轴向俯视图(上方)和一个立体图(下方)的方式示出了经由安装在凹部中的轴颈而具有结构简单的扭矩支承部的轴向通量电机，其中，在下方的表示中，轴颈经由被设计为板簧的弹性元件而受到周向方向上的力的作用，以及

图7以示意性表示的方式示出了径向通量电机的轴向截面——并且因此使用各种轴向通量机器的示例所提出的解决方案也可以转移到径向通量机器。

具体实施方式

图1以示意性表示的方式示出了电机装置1的轴向截面，该电机装置具有被设计为呈H型布置的轴向通量机器的电机2。该图示示出了呈H型布置的轴向通量马达，其转子轴W(该转子轴在此被设计为输出元件100的一体部分，该输出元件被设计为驱动轴)安装在围绕该电机2的壳体7中。为此，转子轴W经由轴承62以可旋转的方式被支承，该轴承在壳体7的布置在电机2的右侧和左侧的壳体侧壁中各自具有一个轴承621、622。与转子轴W设计成一件式并且呈输出轴的形式的输出元件经由输出轴的外齿部连接至齿轮级22。定子3布置在转子4的两个盘状转子半部之间，并且经由另一轴承61(在附图中，该轴承包括两个轴承点611、612，所述两个轴承点被设计为呈O形布置的角接触滚珠轴承)支承在转子4上。由于布置在定子3的径向内部区域上的轴承点61以及通过长度补偿元件8优选地布置在定子3的径向外部区域上的扭矩支承部，定子3与转子4的旋转运动脱离，并且因此防止定子3以不被允许的方式扭转或共同旋转。在电机2产生从转子轴W传输至传动系的下游单元的扭矩时，该扭矩支承部对总是出现的反作用扭矩进行支承。沿周向方向进行观察，定子3经由扭矩支承部实际上牢固地连接至壳体7，这对于马达的功能是必要的。对于所有其他的运动方向，扭矩支承并不表示显著的限制，使得定子3可以由于定子3与转子4之间的轴承61总是将其自身与转子4的位置对准并且还可以跟随转子4的位置变化，例如在驱动操作期间由于壳体7和/或转子轴W的弹性变形或热膨胀可能发生这种情况。在图1所示的示例性实施方式中，扭矩支承部或长度补偿元件8由弹性塑料或橡胶套筒实现，该弹性塑料或橡胶套筒引入到被设计为定子壳体中的筒形孔的凹部30中，并且在中间安置于被设计为销的延伸件81上，该延伸件锚固在壳体7中。定子壳体中的孔、橡胶套筒和锚固在壳体7中的销彼此同心地布置，并且与电机2的旋转轴线同轴地对准。电机2的扭矩导致定子3的径向外部区域上的切向力，该切向力以相对于扭矩支承部的销而径向延伸的力的形式从定子壳体孔穿过橡胶套筒传输至该销(并且反之亦然)。由于橡胶套筒的弹性，销与筒形孔之间可能出现轻微的轴向位移和径向位移以及轻微的倾斜。电机2的壳体7与定子3或定子壳体之间的这种移位能力在周向方向上的扭矩支承方面可以忽略不计——然而，这种移位能力相对于定子3为了跟随转子4的位置而必须执行的所有其他运动是足够大的。在所示出的示例性实施方式的定子3的情况下，冷却剂通过被设计为弹性元件(例如，弹性连接管线)的供应管线9进行供应。在图1中，这是通过由供应管线9指示的冷却剂供应来实现的，该供应管线呈壳体7与定子3之间的供应管线的波纹状波纹管的形式。该供应管线9可以例如通过使用金属波纹状波纹管或通过使用橡胶软管(橡胶软管也可能呈具有织物增强的液压软管形式)来实现。为了避免通过轴承点的不期望的电流，在转子4与壳体7之间布置有被设计为轴接地环的轴接地元件11。该轴接地元件布置在从壳体壁轴向突出的环形凸缘与从转子本体轴向突出的环形凸缘之间。还设置有转子位置传感器12，以便能够在任何时候可靠地检测转子的旋转位置。

图2以示意性表示的方式示出了被设计为呈I型布置的轴向通量电机的电机2的轴向截面。在此很好地说明了已经在图1中呈现的功能原理也可以被转移至呈I型布置的轴向通量马达。在所有附图中，相同的部件设置有相同的附图标记。

图3示出了根据图2的呈I型布置的轴向通量电机，其中，借助于纵向补偿元件8和/或供应管线9的扭矩支承部不一定必须径向地布置在定子3的上方。这些元件也可以完全轴向地或部分轴向地布置在电机2旁边。这在呈I型布置的轴向通量马达的情况下可以特别好地实现，因为定子3的将转子4围绕的两个定子半部形成电机2的轴向外部部件。在图3中，扭矩支承部再次由从图1已知的橡胶套筒实现。然而，在这种情况下，该橡胶套筒轴向地布置在定子3旁边。在示例性实施方式中，尽管布置在定子3旁边，但是扭矩支承部径向向外布置地相对较远，以便减小由马达扭矩引入到扭矩支承中的力。在此所示出的扭矩支承部的位置也非常适合于上述扭矩支承部的替代性实施方式。图3示出了被设计为冷却剂供应管线的供应管线9，该供应管线在内侧径向地连接至定子的右侧端面。该供应管线9经由角件连接至定子3，该角件与下述弹性区域邻接：该弹性区域沿径向方向延伸并且并入到管中。将连接元件(例如，电缆、汇流条、管道或软管)尽可能远地连接到定子3内部是特别有用的，因为由定子3的倾斜运动引起的位移在内部比在径向外部小，并且因此可以减小连接元件的最终弹性变形。

在定子3的左端面上沿轴向方向布置有另一供应管线。可以在该侧部上以不同径向位置和不同取向布置有任意数目的电力管线和液压管线。

在图4至图6中仅示出了呈I型布置的轴向通量机器所容纳的定子3，其中，转子4被下述定子半部覆盖：这些定子半部在外侧径向地彼此连接并且被容纳在定子壳体中。

图4示出了被设计为呈I型布置的轴向通量电机的电机2，该电机具有：长度补偿元件8，该长度补偿元件被设计为经由板簧84的扭矩支承；经由电力汇流条的电力供应；以及经由以可移动的方式安装的管部段90的冷却剂供应。长度补偿元件8由总共三个板簧84或板簧组件840形成，这些板簧或板簧组件周向地连接至定子3的至少一个轴向端面。

在所示实施方式中，示出了围绕圆周分布的总共三个近似切向对准的板簧组件840。板簧组件840包括若干个板簧84，所述若干个板簧一者位于另一者上方并且利用相同的紧固装置(铆钉)固定至相邻的部件。板簧84由薄的弹簧钢片材制成，并且被安装成使得板簧的金属片材平面与电机2的旋转轴线(轴向方向)(近似)正交地对准。板簧组件840中的每个板簧组件的一个端部紧固至电机2的定子3，并且另一端部紧固至支承该电机2的元件(例如，壳体7——在附图中未示出)。如果定子3进行轴向位移，则板簧组件840可以参与这种移位并且同时在周向方向上支承电机2，使得马达扭矩可以通过板簧84传输至支承该电机2的元件，其中，所述板簧组件由于其结构而是轴向柔性的。围绕圆周布置的三个板簧组件840也对定子3具有径向定心作用。因此，电机2必须安装成其旋转轴线与输出元件100——例如变速器输入轴(或以不同方式构造的下游单元)的旋转轴线精确同轴。这可以通过使紧固孔稍大于螺钉来实现，使得在组装期间存在足够的游隙以能够精确地对准电机2，其中，板簧84使用该紧固孔旋拧至壳体7或定子3。替代性地，也可以经由销接式定心孔将电机2与其相邻单元精确地对准。为此，必须然后在壳体7上钻出与相邻单元(变速器)的旋转轴线精确对准的定心孔，并且必须在板簧84上钻出与转子4的旋转轴线精确对准的定心孔，然后将这些定心孔销接在一起。如果板簧84在组装方面是变速器壳体的一部分，则精确钻出的定心孔当然必须被引入到定子3和板簧组件840中。在图示的下部部分和左侧部分中示出了紧固元件，这些紧固元件铆接至板簧84并且具有紧固孔、或者在所述紧固元件中可以钻出定心孔，板簧组件840然后经由所述定心孔旋拧至壳体7。替代性地，该示例性实施方式也可以仅配备有一个板簧组件84。单个板簧组件840不能使电机2径向地居中，并且因此在组装期间不需要这种精确对准。然后，定子3的定心仅经由定子3在转子4或转子轴W上的支承实现。

图5示出了被设计为呈I型布置的轴向通量电机的电机2，该电机经由长度补偿元件8借助于近似切向布置的刚性联接杆85而具有扭矩支承部。所示的联接杆85经由两个轴向端部处的紧固点来连接至定子3和支承该定子3的部件。如在上面放大的详细图示中可以观察到的，这些紧固点均被设计为允许在若干空间方向上进行旋转运动的球头。因此，扭矩支承可以防止定子3也意外旋转，并且同时适于定子3的径向位移和轴向位移，而不会妨碍这些运动。

在图5中示出的示例性实施方式中，冷却流体(或完成不同任务的流体)通过被设计为弹性波纹形波纹管的两个供应管线9进行供应和排出。例如，这些波纹形波纹管可以由金属或塑料制成。替代性地，流体也可以经由软管供应、例如经由具有织物增强的软管供应，这与利用例如液压软管的情况类似。若干个弹性元件也可以一个接一个地布置。例如，在两个弹性元件之间布置有刚性连接元件、比如管道件是有意义的，然后该刚性连接元件经由弹性元件连接至定子3和提供流体的部件。由于两个弹性元件之间的刚性元件，定子3的大部分运动仅导致了弹性元件的小角度运动。这减少了弹性元件的变形，使得可以使用更小且更便宜的弹性元件。

为了给电机2供应电流，在图5的示例性实施方式中设置有被设计为弯曲的电导体的三个供电管线9。这些导体将定子3连接至提供电流的部件(在附图中未示出)。由于弯曲的导体的拱起，这些导体变得更具挠性，并且可以弹性地补偿定子3相对于相邻部件在所有空间方向上的运动。导体越长并且拱起或弯曲得越多，导体就变得更具挠性。弯曲成螺旋形状的导体或弯曲成曲折形状的导体特别适于在较小的安装空间中容纳足够弹性的导体。导体可以是实心的(例如，呈直的或弯曲的杆的形式)，或者导体可以由更细的线材组成，比如与利用电缆或金属网状物的情况类似。

图6以示意性表示、即一个轴向俯视图(上方)和一个立体图(下方)的方式示出了被设计为轴向通量电机的电机2，该电机经由安装在凹部中的轴颈而具有结构简单的扭矩支承部，其中，在下方的图示中，轴颈经由被设计为板簧的弹性元件而受到周向方向上的力的作用。此处，扭矩经由沿周向方向作用的止挡件或电机2的定子3与壳体7(或支承该电机2的另一元件)之间的形状配合来支承。在示例性实施方式中，连接至定子3的延伸件81突出到壳体7的槽中。根据电机2在轮上施加扭矩的方向，延伸件的一个侧部或另一侧部抵靠壳体7中的槽的对应的接触表面切向地放置。如果扭矩方向改变，则定子3进行最小程度的旋转，直到克服切向游隙为止，并且定子3和壳体7的先前未加载的止挡表面开始接触并因此能够传输由扭矩引起的切向力。定子3的径向运动和轴向运动仍然是可能的，因为延伸件81可以在槽中进行径向移位和轴向移位。在扭矩支承的这种设计的情况下，特别有意义的是将扭矩支承部尽可能远地径向定位在电机2的定子3上，以便在电机2的旋转轴线与扭矩支承部的接触点之间产生尽可能最大的距离。由于电机2的旋转轴线与扭矩支承部的接触点之间的这种较大的距离，因此在同时将扭矩传输时，切向支承力被减小，并且因此在定子3的轴向位移或径向位移期间发生的滑动摩擦也被减小。为了进一步减少在接触点处出现的摩擦或减少接触点处的磨损，可以对接触点进行涂覆，或者可以在电机2的延伸件与壳体7之间布置有由减少摩擦的材料和/或耐磨材料制成的附加部件。

替代性地，形成切向形状配合的其他轮廓也可以用作扭矩支承部。例如，壳体7也可以具有突出到定子3中的延伸件，而不是定子3以延伸件81突出到壳体7中。

替代性地，承受游隙的扭矩支承部也可以设置有弹簧机构，该弹簧机构在定子3、电机2和/或扭矩支承部上施加切向力(以下图示)。由于切向弹簧力，弹簧在定子3上施加扭矩，该扭矩叠加于下述扭矩上：定子3必须借助于所述扭矩而支承在扭矩支承部上以便驱动转子轴W。侧面变化可以通过弹簧机构转移至其他发动机扭矩，该侧面变化在扭矩超过零时发生在经受游隙的扭矩支承部中。通过确定弹簧机构的正确尺寸，侧面变化因此可以被置于侧面变化不会造成破坏的发动机扭矩范围内。例如，可以将侧面变化置于很少通过的扭矩范围内，以便减少侧面变化的次数。因此，可以减少扭矩支承部上的磨损。例如，也可以将侧面变化置于下述扭矩范围内：在该扭矩范围内，来自扭矩支承部的可能的咔哒声不会造成干扰，因为这些咔哒声被其他驱动噪声所掩盖。如果弹簧机构是足够强的，则也可以非常用力地将马达马达沿一个方向按压成抵靠扭矩臂的接触表面(侧面)，使得在相反方向上的马达扭矩永远不会或几乎永远不会大到足以克服弹簧机构的力并且引起扭矩支承部中的侧面变化的程度。

所示的弹簧机构包括弯曲的板簧，该板簧紧固至壳体7，并且该板簧的自由弹性端部位于延伸件81与壳体间隙的相邻接触表面之间。因此，弹簧的自由端部可以在定子3的延伸件81上施加切向作用力，该力将该延伸件按压成抵靠壳体间隙的相对接触表面。因为弹簧布置在延伸件81与壳体7的两个接触表面中的一个接触表面之间，因此该弹簧还保护壳体7的位于弹簧后方的接触表面免受磨损。这种效果通过在延伸件81与槽之间也安装有高强度或硬化的片状金属部件也可以用于延伸件81与槽之间的相对的接触点。为此，如果将弹簧安装成使得该弹簧在延伸件81的方向上不施加任何力、或者与相对的弹簧相比显著较弱，则甚至可以使用相同的弹簧。

图7以示意性表示的方式示出了被设计为径向通量电机的电机2的轴向截面——从而图示了使用各种轴向通量机器的示例提出的解决方案也可以转移到径向通量机器。图7示出了下述径向通量机器：该径向通量机器利用其定子壳体经由相应的长度补偿元件8支承，以用于将定子3抵靠电机2的壳体7进行扭矩支承。转子4经由轴承点61支承在定子上，并且转子4与其转子轴W一起被支承在壳体7的壳体壁中的相对侧部上。在其他方面，上述关于轴向通量机器的特性也同样适用于所示的径向通量机器——或者轴向通量机器的特性可以相应地实现。

在示例性实施方式中示出的轴向弹性元件(长度补偿元件8)总是仅被示为具有这些特性的元件的示例，这些轴向弹性元件用于支承扭矩的目的或者作为定子3与围绕该定子3的部件之间的挠性管线的一部分。如果以不同方式设计的元件具有与所示出的详细解决方案相当的特性，则这些元件总是可以在所有示例性实施方式中使用。

此处，定子3在转子4或转子轴W上的支承对于轴向通量马达是特别有用的，因为这些电动马达由于它们的细长盘形设计对作用在这些电动马达上的轴向力或影响转子与定子之间的气隙的长公差链特别敏感。然而，定子3在转子4上的支承对于所有其他电动马达也是有用的，以便减少电动马达的结构上的轴向力载荷，并且能够长期确保定子3与转子4之间非常精确的对准。

此处描述的轴承变型不仅适用于电子轴。轴承变型也可以用于布置在机动车辆中的其他位置处的电动马达。该轴承也可以独立于由电动马达驱动的单元类型来使用。在图示中总是示出正齿轮级22，该正齿轮级意在表示吸收电机2的扭矩的变速器。然而，也可以驱动其他单元或传动系部件。例如，电动马达也可以直接地连接至驱动轮。

在本申请的上下文中，传动系被理解为意味着机动车辆中的产生用于驱动该机动车辆的动力并将该动力经由车轮传输至道路的所有部件。

本公开中所使用的术语“径向”、“轴向”、“切向”和“周向”总是参照电机的旋转轴线。此处所使用的术语“左”、“右”和“上”、“下”仅用于阐明目前在文本中所描述的图示的区域。本发明的稍后的实施方式也可以以不同的方式布置。

本发明不限于附图中所示出的实施方式。因此，上述描述不应被认为是限制性的，而应被认为是说明性的。以下权利要求应理解为意味着指定的特征存在于本发明的至少一个实施方式中。这不排除其他特征的存在。如果专利权利要求和上述描述限定了“第一”特征和“第二”特征，则该名称用于区分相同类型的两个特征而非限定优先顺序。

附图标记列表

1 电机装置

2 电机

3 定子

4 转子

6 支承定子的部件

7 壳体

8 长度补偿元件

9 供应管线

11 轴接地元件

12 转子位置传感器

22齿轮/齿轮级

30(定子)凹部

50(壳体)凹部

31(定子)抵接部

41(转子)抵接部

61(转子/定子)轴承

611 第一轴承点

612第二轴承点

62(转子轴/壳体)轴承

621 第一轴承点

622 第二轴承点

80 弹性元件

81 延伸件

83 波纹管

84 板簧

840 板簧组件

85 联接杆

90 管部段

91、92(用于管部段的)接纳部

100输出元件。

Claims (18)

1.一种电机装置(1)，所述电机装置包括

-用于对可电动驱动的机动车辆进行驱动的电机(2)，所述电机具有定子(3)和转子(4)，

-支承所述定子(3)的部件(6)，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，

其特征在于，

所述定子(3)通过插置有长度补偿元件(8)在旋转方向上被支承并且以至少可轴向移动的方式连接至支承所述定子(3)的所述部件(6)。

2.根据权利要求1所述的电机装置(1)，其特征在于，

支承所述定子(3)的所述部件(6)被设计为所述电机(2)的壳体(7)。

3.根据前述权利要求中的一项所述的电机装置(1)，其特征在于，

所述定子(3)布置成相对于所述转子(4)经由至少一个第一轴承(61)被支承成以便与所述转子(4)的旋转运动脱离。

4.根据前述权利要求中的一项所述的电机装置(1)，其特征在于，

所述长度补偿元件(8)被设计为沿轴向方向或径向方向延伸的延伸件(81)，所述延伸件在对应的凹部(82)中的一些区域中被导引，其中，所述延伸件连接至所述定子(3)、或者连接至支承所述定子的所述部件(6)，并且其中，对应的所述凹部形成在所述支承部件(6)中或形成在所述定子(3)中。

5.根据权利要求4所述的电机装置(1)，其特征在于，所述延伸件(81)在至少沿一个周向方向的力的作用下经由弹性元件(80)布置在对应的所述凹部(82)中。

6.根据权利要求5所述的电机装置(1)，其特征在于，

所述弹性元件(80)被设计为弹性体或被设计为螺旋弹簧或板簧。

7.根据前述权利要求中的一项所述的电机装置(1)，其特征在于，

所述长度补偿元件(8)被设计为单独的板簧(84)或者被设计为板簧组件。

8.根据权利要求7所述的电机装置(1)，其特征在于，

所述长度补偿元件(8)由周向分布成连接至所述定子(3)的多个板簧(84)或周向分布成连接至所述定子(3)的多个板簧组件形成。

9.根据前述权利要求中的一项所述的电机装置(1)，其特征在于，

所述长度补偿元件(8)被设计为联接杆(85)。

10.根据权利要求9所述的电机装置(1)，其特征在于，

所述联接杆(85)在所述联接杆的自由的轴向端部中的至少一个轴向端部上具有铰接连接部、特别是球窝接头连接部，或者具有弹性连接部、特别是配备有弹性体的连接头部。

11.根据前述权利要求中的一项所述的电机装置(1)，其特征在于，

所述长度补偿元件(8)被设计为用于冷却剂的供应管线(9)，所述供应管线沿所述轴向方向或所述径向方向延伸并且被设计为波纹管(83)。

12.根据前述权利要求中的一项所述的电机装置(1)，其特征在于，

所述供应管线(9)被设计成通过预定的最大距离对所述定子(3)的轴向位移进行补偿，所述轴向位移是由于所述长度补偿元件(8)在所述定子(3)与支承所述定子(3)的所述部件(6)之间的插置而允许的。

13.根据前述权利要求中的一项所述的电机装置(1)，其特征在于，

被设计为冷却剂管线的供应管线(9)至少部分地由弹性和/或可移位的密封件、弹性波纹管、弹性波节管或弹性软管形成，使得确保在通过所述定子(3)与支承所述定子(3)的所述部件(6)之间的所述轴向长度补偿元件(8)所能实现的所有轴向位置中向所述定子(3)供应冷却剂。

14.根据前述权利要求中的一项所述的电机装置(1)，其特征在于，

被设计为冷却剂管线的所述供应管线(9)包括管部段(90)，所述管部段在至少一个轴向端部处设计成具有弹性的和/或可移动的密封件，并且以可移位的方式布置成在接纳部(91，92)中被导引。

15.根据前述权利要求中的一项所述的电机装置(1)，其特征在于，

用于向所述定子(3)供应冷却剂的所述联接杆(11)在内部是中空的，并且/或者被设计成至少在一些区域中是导电的，以用于所述定子(3)的电力供应。

16.根据前述权利要求中的一项所述的电机装置(1)，其特征在于，

被设计为电力线的供应管线(9)至少在一些区域中具有长度补偿部段(91)，使得所述供应管线(9)能够延伸，其中，所述长度补偿部段(91)特别地由电缆、弹性汇流条、螺旋导体或弹性导电的导体网状物形成。

17.根据前述权利要求中的一项所述的电机装置(1)，其特征在于，

被设计为供所述电机(2)的电力供应所用的电力线的所述供应管线(9)由周向分布在所述定子(3)上的至少两个板簧(51)或板簧组件形成。

18.根据前述权利要求中的一项所述的电机装置(1)，其特征在于，

被设计为电力线的供应管线(9)可以形成为类似于扁平条带，其中，所述电力线与所述定子(3)连接成使得所述电力线的条带平面垂直于所述定子(3)的运动的所述轴向方向延伸。

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