CN116964912A - 用于传动系统的旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转电机(1)，该旋转电机(1)能够固定到传动系统，特别是齿轮箱，该旋转电机(1)具有旋转轴线(a)并且包括：‑定子(2)；‑轴(4)，该轴(4)包括第一端(37)，该第一端(37)是自由的并且包括能够驱动传动系统的旋转元件的驱动元件(13)；‑转子(3)，该转子固定到轴(4)；‑壳体(41)，所述定子(3)固定在所述壳体(41)中并且壳体(41)包括第一支架(6)和第二支架(5)；‑第一轴承(12)，特别是第一滚动轴承，安装在所述第一支架(6)中并且引导所述轴(4)的旋转；‑第二轴承(11)，特别是第二滚动轴承，安装在所述第二支架(5)中并且引导所述轴(4)的旋转；‑第一密封件(14)，与所述第一轴承(12)不同，所述第一密封件(14)有助于所述第一支架(6)与所述轴(4)之间的密封，其中，所述轴(4)包括轴向地位于所述第一轴承(12)与所述转子(3)之间的密封区(42)，所述第一密封件(14)与所述密封区(42)接触。

Description

用于传动系统的旋转电机

技术领域

本发明涉及一种用于传动系统的旋转电机。

背景技术

法国专利申请FR3086124A1公开了一种旋转电机，该旋转电机能够固定到传动系统，特别是齿轮箱，该旋转电机具有旋转轴线并且包括：

-定子，

-轴，所述轴包括第一端部，所述第一端部是自由的并且包括能够驱动所述传动系统的旋转元件的驱动元件，

-转子，所述转子固定到所述轴，

-壳体，所述定子固定在所述壳体中，并且所述壳体包括第一支架和第二支架，

-第一轴承，特别是第一滚动轴承，其安装在第一支架中并引导轴的旋转，

-第二轴承，特别是第二滚动轴承，其安装在第二支架中并引导轴的旋转，

-第一密封件，所述第一密封件不同于所述第一轴承，所述第一密封件有助于所述第一支架与所述轴之间的密封，

其中所述轴包括在轴向上位于所述第一轴承和所述轴驱动元件之间的密封区，所述第一密封件与所述密封区接触。

在这种电机中，密封件保护电机的内部免受诸如传动系统润滑液的液体的进入。这种密封件的存在导致第一轴承和驱动元件之间的距离增加，并且因此导致驱动元件的显著的悬伸长度。该悬伸长度在驱动元件上的径向力的作用下引起轴的显著弯曲。这些径向力例如在驱动元件是齿轮的情况下通过由齿轮啮合进行的扭矩传递来产生，或者在驱动元件是带驱动带轮的另一种情况下通过带中的张力来产生。轴的显著弯曲可能导致传动系统操作的问题，特别是产生噪音和/或过度磨损。轴的显著弯曲还可能通过使转子和定子之间的气隙变化而导致旋转电机的操作的问题。

为了限制这种弯曲，可以增加轴的直径。然而，这种增加表现出许多缺点，例如增加了轴的成本、增加了旋转电机的尺寸或减小了可用于转子的空间量，特别是用于转子磁体的空间量，因此在永磁体转子的情况下降低了旋转电机的性能。

发明内容

本发明寻求克服这些缺点中的全部或一些。

本发明涉及一种旋转电机，该旋转电机能够固定到传动系统，特别是齿轮箱，该旋转电机具有旋转轴线并且包括：

-定子，

-轴，所述轴包括第一端部，所述第一端部是自由的并且包括能够驱动所述传动系统的旋转元件的驱动元件，

-转子，所述转子固定到所述轴，

-壳体，所述定子固定在所述壳体中，并且所述壳体包括第一支架和第二支架，

-第一轴承，特别是第一滚动轴承，其安装在第一支架中并引导轴的旋转，

-第二轴承，特别是第二滚动轴承，其安装在第二支架中并引导轴的旋转，

-第一密封件，所述第一密封件不同于所述第一轴承，所述第一密封件有助于所述第一支架与所述轴之间的密封，

其中，所述轴包括在轴向上位于所述第一轴承和所述转子之间的密封区，所述第一密封件与所述密封区接触。

密封区的这种定位使得可以减小第一轴承和驱动元件之间的距离。具体地，因为第一密封件不在第一轴承和驱动元件之间，所以不需要在驱动元件和第一轴承之间为第一密封件提供空间。因此，可以使驱动元件更靠近第一轴承，从而减小驱动元件的悬伸长度。因此，这使得可以减少在驱动元件上的径向力的作用下造成的轴的弯曲。因此，通过减少机器的噪声和/或磨损，特别是驱动元件的噪声和/或磨损，改善了机器的操作。转子和定子之间的气隙的变化也减小。还可以使用较小直径的轴，使得可以减小旋转电机的尺寸或增加可用于转子的空间量，特别是用于转子磁体的空间量，并且因此在永磁体转子的情况下改善旋转电机的性能。

根据本发明的一个附加特征，旋转电机包括第一通道，该第一通道能够将传动系统的润滑剂引导到形成在第一轴承和第一密封件之间的润滑空间中。

这种通道将传动系统润滑剂朝向轴承和第一密封件之间的空间引导。润滑剂的存在限制了第一密封件和密封区之间的摩擦。可以减少第一密封件和密封区的磨损。

根据本发明的附加特征，第一通道包括形成在第一支架中的第一孔。

使用形成在所述第一支架中用于所述第一通道的第一孔意味着油可被朝向所述润滑空间引导，同时限制所述第一轴承和所述第一支架之间的界面处的修改。这种孔的使用还使得可以具有相对于旋转电机的旋转轴线处于不同径向位置的第一通道入口和第一通道出口。

根据本发明的附加特征，所述第一支架包括第一轴承区，所述第一轴承安装在所述第一轴承区中。

根据本发明的附加特征，第一通道包括形成在第一轴承区中的第一凹槽。

这种凹槽的使用限制了第一通道相对于旋转轴线的径向尺寸。具体地，由于形成第一通道的壁的一部分由第一轴承的外表面形成，因此在第一轴承和第一通道之间没有属于第一支架的材料。

根据本发明的一个附加特征，旋转电机包括能够允许传动系统润滑剂离开润滑空间的第二通道。

这种第二通道的使用改善了润滑剂在润滑空间中的流动。因为润滑剂能够朝向传动系统离开润滑空间，所以降低了杂质在润滑空间中积聚的风险。杂质积聚的这种减少限制了第一密封件和密封区的磨损，因此提高了旋转电机的可靠性。如果需要，可以例如使用属于传动系统的过滤系统来过滤润滑剂。

根据本发明的附加特征，第二通道包括形成在第一支架中的第二孔。

使用形成在所述第一支架中的用于所述第二通道的第二孔意味着油可以被引导远离所述润滑空间，同时限制所述第一轴承和所述第一支架之间的界面处的改动。这种孔的使用还使得可以具有相对于旋转电机的旋转轴线处于不同径向位置的第二通道入口和第二通道出口。

根据本发明的附加特征，第二通道包括形成在第一轴承区中的第二凹槽。

这种第二凹槽的使用限制了第二通道相对于旋转轴线的径向尺寸。具体地，由于形成第二通道的壁的一部分由第一轴承的外表面形成，因此在第一轴承和第二通道之间没有属于第一支架的材料。

根据本发明的附加特征，第一通道包括通向润滑空间的第一出口，并且第二通道包括通向润滑空间的第一入口，第一入口位于第一出口的竖直下方，以便能够有助于变速器系统润滑剂在重力的作用下离开润滑空间。

第一通道的第一出口相对于第二通道的第一入口的这种相对位置改善了润滑空间中润滑剂的流动。

根据本发明的附加特征，第一密封件由第一支架支承。

由第一支架支承的第一密封件降低了旋转电机的成本。这是因为在密封件和第一支架之间不存在中间部件减少了旋转电机的部件数量。

根据本发明的附加特征，旋转电机包括保持环，保持环包括第二区，第一密封件特别是通过压配合固定到第二区。

根据本发明的附加特征，保持环包括圆柱形部分和盘形部分，第二区径向地位于圆柱形部分的内侧，盘形部分特别是使用螺钉固定到第一支架。

除了承载第一密封件的圆柱形部分之外，还使用圆盘形部分意味着保持环可以被固定在较小的空间中。

根据本发明的附加特征，第二密封件(特别是O形环密封件)插置在保持环和第一支架之间。

这种第二密封件的使用有助于润滑空间和旋转电机内部之间的密封。因此，限制了传动系统润滑剂进入旋转电机并因此离开传动系统的损失。

根据本发明的附加特征，保持环轴向地支承抵靠第一轴承。

该特征有助于第一轴承在第一支架中的轴向附接。

根据本发明的附加特征，第一轴承是包括外环的第一滚动轴承，保持环支承抵靠外环。

根据本发明的附加特征，第一通道和/或第二通道分别包括形成在保持环中的第一开口(特别是第一狭槽)和第二开口(特别是第二狭槽)。

形成在保持环中的第一开口和第二开口允许润滑剂流过保持环。

根据本发明的附加特征，第一密封件是唇形密封件。

本发明还涉及一种旋转电机，该旋转电机能够固定到传动系统，特别是齿轮箱，该旋转电机具有旋转轴线并且包括：

-定子，

-轴，所述轴包括第一端部，所述第一端部是自由的并且包括能够驱动所述传动系统的旋转元件的驱动元件，

-转子，所述转子固定到所述轴，

-壳体，所述定子固定在所述壳体中，并且所述壳体包括第一支架和第二支架，

-第一轴承，特别是第一滚动轴承，其安装在第一支架中并引导轴的旋转，

-第二轴承，特别是第二滚动轴承，其安装在第二支架中并引导轴的旋转，

-第一密封件，所述第一密封件不同于所述第一轴承，所述第一密封件有助于所述第一支架与所述轴之间的密封，

其中，所述第一轴承轴向地位于密封区和所述驱动元件之间，所述第一密封件与所述密封区接触。

第一轴承的这种定位使得可以减小第一轴承和驱动元件之间的距离。具体地，因为第一密封件不在第一轴承和驱动元件之间，所以不需要在驱动元件和第一轴承之间为第一密封件提供空间。因此，可以使驱动元件更靠近第一轴承，从而减小驱动元件的悬伸长度。因此，这使得可以减少在驱动元件上的径向力的作用下的轴的弯曲。因此，通过减少机器的噪声和/或磨损，特别是驱动元件的噪声和/或磨损，改善了机器的操作。转子和定子之间的气隙的变化也减小。还可以使用较小直径的轴，使得可以减小旋转电机的尺寸或增加可用于转子的空间量，特别是用于转子磁体的空间量，并且因此在永磁体转子的情况下改善旋转电机的性能。

在整个前述内容中，转子可以包括任何数量的极对，例如六对或八对极。

在整个前述内容中，旋转电机可以具有定子，该定子具有多相电绕组，该多相电绕组例如由彼此连接的导线或导电条形成。

旋转电机可以包括能够连接到车辆的车载网络的电力电子部件。该功率电子部件例如包括逆变器/整流器，其允许车辆车载网络被充电，或者其可以根据旋转电机是作为马达操作还是作为发电机操作而由该网络供电。

附图说明

通过阅读本发明的非限制性示例性实施例的以下描述并研究附图，可以更好地理解本发明，其中：

图1描绘了旋转电机的截面的示意性局部视图，

图2描绘了根据本发明的第一实施方式的旋转电机的截面的示意性局部视图，

图3描绘了图2的旋转电机的截面的另一示意性局部视图，

图4描绘了图2的旋转电机的示意性局部视图，

图5描绘了图2的旋转电机的另一示意性局部视图。

具体实施方式

在所有附图中，相同或执行相同功能的元件具有相同的附图标记。以下实施例是示例。尽管描述涉及一个或多个实施例，但这不一定意味着每个参考涉及相同的实施方式，或者特征仅适用于仅一个实施方式。不同实施例的各个特征也可以组合或互换，以便创建其他实施例。

图1描绘了具有旋转轴线a的旋转电机1的截面的示意性局部视图。旋转电机1包括在壳体41内的定子2和转子3。转子3能够与定子2相互作用。壳体41包括例如第一支架6、第二支架5和管状间隔件7。管状间隔件7例如被夹持在第一支架6与第二支架5之间，例如使用在第一支架6与第二支架5之间的贯穿螺栓(未示出)。定子2固定在壳体41内，例如紧密地装配到管状间隔件7中。

在本发明的含义内，除非另有说明，否则术语径向和径向地应相对于旋转轴线A来理解。在本发明的含义内，除非另有说明，否则术语纵向和纵向地意指在旋转轴线A的方向上。

在本发明的未示出的实施方式中，管状间隔件包括冷却室，液体冷却剂在冷却室中流通。

在本发明的未示出的实施方式中，没有管状间隔件，并且定子被夹持在第一支架和第二支架之间。

定子包括定子主体9和绕组8。定子主体9包括例如磁性叠片的第一堆叠体。例如，绕组8包括电导体，其有源部分穿过形成在定子主体9中的槽，并且其连接部分或绕组悬伸部形成在槽的外部。绕组8例如是发夹绕组类型的绕组。

转子3固定在具有旋转轴线a的轴4上。轴4由安装在第一支架6中的第一轴承12和安装在第二支架5中的第二轴承11引导旋转。轴4包括第一端37。第一端37是自由的并且包括驱动元件13。轴4可以包括如图中所示的实施方式中的多个元件。轴例如包括沿着旋转轴线A定向的细长元件52和用作驱动元件13的小齿轮53。

第一端是自由的，只要它不被相对于旋转电机1的壳体41或相对于固定到旋转电机1的壳体41的传动系统的壳体的附加轴承引导即可。

如图2所示，驱动元件13例如使用拧入螺纹孔28中的螺钉(未示出)固定到细长元件52。在图中描绘的实施方式中，第一轴承12是滚动轴承，其内圈支承抵靠轴4的细长元件52的第一肩部31。该支承压力例如通过拧紧螺钉来提供，当螺钉被拧紧时，驱动元件13例如经由环30抵靠滚动轴承的内环。

如图5所示，细长元件52和驱动元件13之间的旋转连接例如由花键系统29提供。

在本发明的另一个未示出的实施方式中，例如使用键提供细长元件52和驱动元件13之间的旋转连接。

在本发明的另一未示出的实施方式中，驱动元件是能够驱动带的带轮。

在本发明的另一未示出的实施方式中，驱动元件是能够驱动链条的链轮。

在本发明的另一个未示出的实施方式中，轴包括沿旋转轴线A定向的细长元件，并且其中驱动元件13形成为整体部件。例如，在轴4的第一端37处机加工啮合齿。

第一轴承12例如是第一滚动轴承，特别是滚珠轴承。第二轴承11例如是第二滚动轴承，特别是滚珠轴承。

在本发明的另一未示出的实施方式中，第一轴承是滑动轴承(plain bearing)。

在本发明的另一未示出的实施方式中，第二轴承是滑动轴承。

旋转电机1还包括第一密封件14。第一密封件14有助于第一支架6和轴4之间的密封。轴4包括密封区42。第一密封件14与密封区42接触。例如，当轴4旋转时，密封件可以在密封区42上滑动。密封区42在轴向上位于第一轴承12和转子3之间。

第一密封件14例如是唇形密封件。

例如，轴4包括转子所附接到的转子区38和与第一轴承12接触的第三轴承区39。密封区42在轴向上位于第三轴承区39和转子区38之间。

例如，轴4包括与第二轴承11接触的第四轴承区40。

旋转电机1例如固定到传动系统50。传动系统50(例如机械减速器、变速驱动器或齿轮箱)包括壳体。第一支架6的一个壁51形成例如传动系统50的容置部的内部包封的一部分。因此，壁51可以例如与传动系统50的润滑剂接触。例如，当传动系统的内部部件(特别是齿轮)旋转时，传动系统50的润滑剂可以被抛向壁51。

旋转电机1可以包括第一通道18，第一通道18能够将传动系统的润滑剂引导到形成在第一轴承12和第一密封件14之间的润滑空间43中。

第一通道18可以包括形成在第一支架6中的第一孔44。

第一支架6可以包括第一轴承区45，第一轴承12(例如第一滚动轴承)安装在第一轴承区45中。

在本发明的另一个未示出的实施方式中，第一通道18包括形成在第一轴承区45中的第一凹槽。

在本发明的另一个未示出的实施方式中，第一通道18包括形成在第一支架6中的第一孔，和形成在第一轴承区45中的第一凹槽，第一孔通向第一凹槽。在本发明的该实施方式中，第一凹槽例如在其轴向端部中的在轴向上最靠近轴4的第一端部37的一个处封闭。

旋转电机1可以包括能够允许传动系统润滑剂离开润滑空间43的第二通道19。

第二通道19可以包括形成在第一支架6中的第二孔46。

在本发明的另一未示出的实施方式中，第二通道19包括形成在第一轴承区45中的第二凹槽。

在本发明的另一个未示出的实施方式中，第二通道包括形成在第一支架6中的第二孔，和形成在第一轴承区45中的第二凹槽，第二孔通向第二凹槽。在本发明的该实施方式中，第二凹槽例如在其轴向端部中的在轴向上最靠近轴4的第一端部37的一个处封闭。

第一通道18可以包括通向润滑空间43的第一出口20，并且第二通道19包括通向润滑空间43的第一入口21。第一入口21例如位于第一出口20的竖直下方，以便能够有助于变速器系统润滑剂在重力的作用下离开润滑空间43。

第一通道18还可以包括第二入口25，润滑剂经由第二入口25进入第一通道18。第二入口25例如形成在第一支架6的壁51中。第二入口25例如位于第一出口的竖直上方，以便促使润滑剂从第二入口25朝向第一出口20流动。

如图5所示，壁51可以包括肋35。第二入口25例如位于肋35附近，使得肋35朝向第二入口25引导润滑剂，特别是沿着壁51滴流的润滑剂。肋35和第二入口25之间的距离例如短于在垂直于旋转轴线a的平面中测量的第二入口25的最长尺寸。

第二通道19还可以包括第二出口26，润滑剂经由第二出口26离开第二通道19。第二出口26例如形成在第一支架6的壁51中。第二出口例如位于第一入口的竖直下方，以便促使润滑剂从第一入口朝向第二出口流动。

旋转电机1可以包括多个第一通道18和/或多个第二通道19。

旋转电机1可以包括多个肋35。

根据图中描绘的实施方式的旋转电机1包括两个第一通道18，它们中的每一个的第二入口25位于肋35附近。

如图3所示，旋转电机1包括例如保持环16。保持环16可以包括第二区47。第一密封件14例如特别是通过压配合固定到第二区47。

保持环16包括例如圆柱形部分48和盘形部分49。第二区47例如径向地位于圆柱形部分48的内侧上。

如图3和图4所示，盘状部分49例如特别是使用螺钉32附接到第一支架6。螺钉32例如拧入形成在第一支架6中的螺纹孔33中。在图中描绘的示例中，盘状部分49通过三个螺钉32附接到第一支架。

旋转电机1还可以包括插置在保持环16和第一支架6之间的第二密封件27。第二密封件27例如是O形环密封件。在附图中描绘的本发明的实施方式中，第二密封件27位于至少部分地由盘状部分49的面向第一支架6的面、圆柱形部分48的面向第一支架6的面、和形成在第一支架6中的倒角界定的空间中。

在本发明的另一个未示出的实施方式中，第二密封件27是容纳在凹槽中的O形环密封件，该凹槽形成在第一支架的面向圆柱形部分48的面上。

保持环16，特别是圆柱形部分48，可以轴向地支承抵靠第一轴承12。

在图中描绘的实施方式中，第一轴承12是包括外环的第一滚动轴承。保持环16，特别是圆柱形部分48，例如支承抵靠外环，以便将外环轴向地阻挡在形成在第一支架6上的第二肩部54和保持环16之间。

第一通道18可以包括形成在保持环16中的第一开口22，特别是第一狭槽。

第二通道19可以包括形成在保持环16中的第二开口23，特别是第二狭槽。

在本发明的另一未示出的实施方式中，第一密封件14由第一支架6承载。

Claims (15)

1.一种旋转电机(1)，所述旋转电机(1)能够固定到传动系统，特别是齿轮箱，所述旋转电机(1)具有旋转轴线(a)并且包括：

a.定子(2)，

b.轴(4)，所述轴(4)包括第一端(37)，所述第一端(37)是自由的并且包括能够驱动所述传动系统的旋转元件的驱动元件(13)，

c.转子(3)，所述转子固定到所述轴(4)，

d.壳体(41)，所述定子(3)固定在所述壳体(41)中，并且所述壳体(41)包括第一支架(6)和第二支架(5)，

e.第一轴承(12)，特别是第一滚动轴承，其安装在所述第一支架(6)中并引导所述轴(4)的旋转，

f.第二轴承(11)，特别是第二滚动轴承，其安装在所述第二支架(5)中并引导所述轴(4)的旋转，

g.第一密封件(14)，所述第一密封件(14)不同于所述第一轴承(12)，所述第一密封件(14)有助于所述第一支架(6)与所述轴(4)之间的密封，

其中，所述轴(4)包括在轴向上位于所述第一轴承(12)与所述转子(3)之间的密封区(42)，所述第一密封件(14)与所述密封区(42)接触。

2.根据权利要求1所述的旋转电机(1)，包括第一通道(18)，所述第一通道(18)能够将所述传动系统的润滑剂引导到形成在所述第一轴承(12)和所述第一密封件(14)之间的润滑空间(43)中。

3.根据权利要求2所述的旋转电机(1)，其中，所述第一通道(18)包括形成在所述第一支架(6)中的第一孔(44)。

4.根据权利要求1或2所述的旋转电机(1)，其中，所述第一支架(6)包括第一轴承区(45)，所述第一轴承(12)安装在所述第一轴承区(45)中。

5.根据权利要求4所述的旋转电机(1)，其中，所述第一通道(18)包括形成在所述第一轴承区(45)中的第一凹槽。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的旋转电机(1)，包括能够允许所述传动系统润滑剂离开所述润滑空间(43)的第二通道(19)。

7.根据权利要求6所述的旋转电机(1)，其中，所述第二通道(19)包括形成在所述第一支架(6)中的第二孔(46)。

8.根据权利要求6结合权利要求4所述的旋转电机(1)，其中，所述第二通道(19)包括形成在所述第一轴承区(45)中的第二凹槽。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的旋转电机(1)，其中，所述第一通道(18)包括通向所述润滑空间(43)的第一出口(20)，并且所述第二通道(19)包括通向所述润滑空间(43)的第一入口(21)，所述第一入口(21)位于所述第一出口(20)的竖直下方，以便能够有助于所述变速器系统润滑剂在重力的作用下离开所述润滑空间(43)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的旋转电机(1)，包括保持环(16)，所述保持环(16)包括第二区(47)，所述第一密封件(14)特别是通过压配合固定到所述第二区(47)。

11.根据权利要求10所述的旋转电机(1)，其中，所述保持环(16)包括圆柱形部分(48)和盘状部分(49)，所述第二区(47)径向地位于所述圆柱形部分(48)的内侧，所述盘状部分(49)特别是使用螺钉(32)固定到所述第一支架(6)。

12.根据权利要求11所述的旋转电机(1)，其中，在所述保持环(16)和所述第一支架(6)之间插置第二密封件(27)，特别是O形环密封件。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的旋转电机(1)，其中，所述保持环(16)轴向地支承抵靠所述第一轴承(12)。

14.根据权利要求13所述的旋转电机(1)，其中，所述第一轴承(12)是包括外环的第一滚动轴承，所述保持环(16)支承抵靠所述外环。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的旋转电机(1)，其中，所述第一通道(18)和/或所述第二通道(19)分别包括形成在所述保持环(16)中的第一开口(22)和第二开口(23)，所述第一开口特别是第一狭槽，所述第二开口特别是第二狭槽。