IT9068038A1

IT9068038A1 - Gruppo ruota-motore per un veicolo a trazione elettrica

Info

Publication number: IT9068038A1
Application number: IT068038A
Authority: IT
Inventors: Romolo Gandiglio
Original assignee: Fiat Auto Spa
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1990-12-21
Publication date: 1992-06-22
Also published as: IT1241366B; IT9068038A0; DE69119379D1; EP0492290B1; DE69119379T2; EP0492290A1

Description

D E S C R IZ IO N E

di brevetto per Invenzione Industriale,

La presente invenzione si riferisce ad un gruppo ruota-motore adatto ad equipaggiare veicoli a trazione elettrica.

E' noto che per la propulsione dei veicoli a trazione elettrica è opportuno utilizzare, anziché un unico motore collegato da una trasmissione meccanica alle ruote motrici, più motori montati direttamente in corrispondenza delle ruote motrici. Dalla domanda di brevetto europeo nr. 0345123 è nota per esempio una soluzione tecnica in cui le quattro ruote di un veicolo sono tutte provviste ciascuna di un rispettivo gruppo motopropulsore indipendente: ciascun gruppo è portato sospeso da due bracci oscillanti di sospensione, secondo uno schema a quadrilatero articolato, e presenta un albero di uscita; all' albero di uscita è direttamente calettata la rispettiva ruota del veicolo.

La soluzione descritta in tale domanda di brevetto europeo non è tuttavia priva di inconvenienti: in particolare, essa richiede l' utilizzazione dì ruote realizzate appositamente, e pone seri problemi per la sistemazione ed il supporto dei dispositivi frenanti; infine risulta in una struttura relativamente complessa e pesante.

Scopo del trovato è quello di realizzare un gruppo ruota-motore per la propulsione di un veicolo a trazione elettrica che presenti struttura semplice e leggera, che possa montare le ruote normalmente in commercio per i veicoli con motore endotermico attualmente in circolazione e che risulti compatto.

Il suddetto scopo è raggiunto dal trovato, che è relativo ad un gruppo ruota-motore atto ad equipaggiare veicoli a trazione elettrica, del tipo comprendente un fusello vincolato ad una sospensione ruota del veicolo ed un mozzo ruota montato folle sul fusello e atto a ricevere angolarmente solidale una ruota del veicolo, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un primo elemento di involucro fissato angolarmente solidale al mozzo ed estendentesi perifericamente a sbalzo dallo stesso in senso radiale, almeno un magnete permanente portato perifericamente da detto primo elemento di involucro in modo da definire con questo un rotore di un motore elettrico, e uno statore di motore elettrico vincolato solidale con il fusello e comprendente almeno un avvolgimento connettibile con mezzi di alimentazione elettrica ed un secondo elemento di involucro coassiale con ed affacciato al primo e supportante perifericamente detto avvolgimento.

Per una migliore comprensione del trovato, viene ora data una descrizione non limitativa di un suo esempio di realizzazione, con riferimento ai disegni annessi, nei quali:

la figura 1 illustra una sospensione di un veicolo equipaggiata con un gruppo ruota-motore realizzato secondo il trovato; e

la figura 2 illustra in scala ingrandita il gruppo ruota-motore di figura 1.

Con riferimento alle figure 1 e 2, è indicato nel complesso con 1 un gruppo ruota-motore adatto ad equipaggiare un veicolo a trazione elettrica per altro noto e non illustrato per semplicità, dotato a bordo di opportuni mezzi di alimentazione elettrica pure di tipo noto e non illustrati per semplicità, per esempio accumulatori. Il gruppo 1 comprende un fusello 2 e un mozzo 3, entrambi di tipo noto, sui quali, secondo il trovato, sono integrati rispettivamente uno statore 4 ed un rotore 5 di un motore elettrico 6, di tipo nel complesso noto; il fusello 2 è vincolato in modo noto ad una sospensione 7 del veicolo, che nella fattispecie non limitativa illustrata è del tipo ad assale rigido e comprende un assale 8 che porta solidale il fusello 2, ed un ammortizzatore 9 vincolato ad una scocca 10 del veicolo ed all' assale 8; è ovvio che, secondo una possibile variante non illustrata, il gruppo ruota 1 può venire supportato anche da una sospensione del tipo a ruote indipendenti, per esempio del tipo "McPherson" , semplicemente vincolando il fusello 2, in modo noto, direttamente al montante della sospensione, a sua volta vincolato ad un ammortizzatore tipo il 9.

Il fusello 2 supporta folle in modo noto il mozzo 3, per esempio mediante un cuscinetto di rotolamento 11 assialmente bloccato contro uno spallamento 12 del fusello 2 da un dado 13; il mozzo 3 supporta a sua volta, in modo noto, una ruota 14 di un qualsiasi tipo noto comunemente utilizzato sui veicoli stradali; in particolare la ruota 14 è fissata mediante viti 15 ad una flangia 16 del mozzo 3, la quale è provvista di pezzo perifericamente sull' esterno di un tamburo freno 18 noto; solidalmente al fusello 2 è montata una piastra supporto freno 20, la quale risulta disposta affacciata alla flangia 16 del mozzo 3 e supporta in modo noto rispettive ganasce freno 21 note (delle quali solo una è visibile in figura 2) atte ad andare in uso a cooperare ad attrito con il tamburo 18 per frenare la rotazione della ruota 14 rispetto al fusello 2, ed un dispositivo noto 22 idraulico di comando per le ganasce 21, collegabile in modo noto e non illustrato per semplicità con il circuito frenante del veicolo; nella fattispecie la piastra 20 è vincolata sull' assale 8 mediante viti 23; nel caso di sostituzione della sospensione 7 con una del tipo a ruote indipendenti, la piastra 20 viene viceversa vincolata al montate della sospensione o viene integrata di pezzo con lo stesso.

Secondo il trovato, il gruppo 1 comprende inoltre un primo elemento di involucro 25 del motore elettrico 6 fissato angolarmente solidale al mozzo 3 ed estendentesi perifericamente a sbalzo dallo stesso in senso radiale, almeno un magnete permanente 26 (nella fattispecie una pluralità di magneti permanenti 26 disposti in corona) portato perifericamente dall' elemento di involucro 25 che, pertanto, viene a definire insieme con il/i magnete/i 26 il rotore 5, un secondo elemento di involucro 28 disposto coassiale con ed affacciato all' elemento 25 e vincolato solidale al fusello 2, ed almeno un avvolgimento 29 di tipo noto (nella fattispecie una pluralità di avvolgimenti 29 disposti in corona) connettibile in modo noto e non illustrato per semplicità con i citati mezzi di alimentazione elettrica e portato solidale dall' elemento 28 che, pertanto, viene a definire insieme con l' avvolgimento/gli avvolgimenti 29, lo statore 4.

Gli elementi 25,28 sono conformati entrambi a tazza, sono disposti con le concavità affacciate e comprendono ciascuno un rispettivo bordo periferico frontale radialmente esterno, rispettivamente indicati con 31 e 32; tali bordi 31,32 cooperano tra loro senza toccarsi per definire tra gli elementi 25,28 che, in uso, risultano in rotazione relativa, una tenuta a labirinto a protezione del motore 6.

In particolare, l' elemento 25 comprende un elemento semitoroidale 33 realizzato in lamiera stampata e vincolato solidale al mozzo ruota 3 in corrispondenza del tamburo freno 18, ed un elemento anulare 34 supportante i magneti 26 e disposto all' interno dell' elemento semitoroidale 33 sporgente parzialmente a sbalzo dallo stesso in senso assiale con una propria porzione 35 di diametro minore, vincolato ad una parete laterale 36 radialmente esterna dell' elemento semitoroidale 33; un bordo della parete laterale 36 è munito radialmente verso l' esterno di un risalto anulare 40 e definisce insieme alla porzione sporgente 35 dell' elemento 34, che è delimitata verso il resto dell' elemento 34 da una gola anulare 41, il suddetto bordo 31 del semiinvolucro 25, che viene così a presentare nel complesso una forma coniugata con quella del bordo 32, che, in sezione radiale risulta conformato sostanzialmente a Z e che risulta disposto affacciato radialmente sull·' esterno al risalto 40 ed alla porzione sporgente 35 dell' elemento 34, creando così con questi una tenuta a labirinto di forma tortuosa tra gli elementi 25,26.

L' elemento di involucro 28 risulta conformato in sezione radiale sostanzialmente come una J disposta parallela all* asse ruota e, nella fattispecie, è ricavato di pezzo, perifericamente sull' esterno, alla piastra supporto freno 20; lo statore 4 ed il rotore 5 sono realizzati con diametri esterni massimi tali da risultare completamente alloggiablli entro la ruota 14. Conseguentemente, in uso, il gruppo 1 può ricevere una ruota standard e svolge tutte le funzioni di un normale gruppo ruota, compresa quella delle frenatura della ruota 14, nella fattispecie mediante un dispositivo di freno a tamburo noto e comunemente già in uso; alimentando corrente all' avvolgimento/agli avvolgimenti 29, si produce d' altra parte un campo magnetico rotante che agisce sui magneti 26 ponendo in rotazione il rotore 5 rispetto allo statore 4; il moto si trasmette pertanto anche la mozzo 3 permettendo di azionare la ruota 14 senza alcuna necessità di trasmissioni meccaniche.

Da quanto descritto risultano evidenti i vantaggi connessi con il trovato; si ottiene un gruppo integrato ruota-motore di dimensioni compatte e di elevata semplicità che può essere realizzato in gran parte con componenti standardizzati e che integra anche i dispositivi di frenatura; in particolare, il costo di un simile gruppo può essere molto contenuto, in quanto il motore elettrico 6 viene integrato nel gruppo ruota semplicemente fissando sulla periferia di elementi per altro standard, quali in mozzo 3 e la piastra supporto freno 20, due semigusci che supportano uno gli elementi dello statore e l' altro quelli del rotore.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo ruota-motore atto ad equipaggiare veicoli a trazione elettrica, del tipo comprendente un fusello vincolato ad una sospensione ruota del veicolo ed un mozzo ruota montato folle sul fusello e atto a ricevere angolarmente solidale una ruota del veicolo, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un primo elemento di involucro fissato angolarmente solidale al mozzo ed estendentesi perifericamente a sbalzo dallo stesso in senso radiale, almeno un magnete permanente portato perifericamente da detto primo elemento di involucro in modo da definire con questo un rotore di un motore elettrico, e uno statore di motore elettrico vincolato solidale con il fusello e comprendente almeno un avvolgimento connettibile con mezzi di alimentazione elettrica ed un secondo elemento di involucro coassiale con ed affacciato al primo e supportante perifericamente detto avvolgimento.
2. Gruppo ruota-motore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti primo e secondo elemento di involucro sono conformati entrambi a tazza, sono disposti con le concavità affacciate e comprendono ciascuno un rispettivo bordo periferico frontale radialmente esterno; detti bordi cooperando tra loro per definire tra detti primo e secondo elemento di involucro una tenuta a labirinto.
3. Gruppo ruota-motore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto primo elemento di involucro comprende un elemento semitoroidale realizzato in lamiera stampata e vincolato solidale a detto mozzo ruota, in corrispondenza di un tamburo freno del medesimo, ed un elemento anulare supportante il detto magnete permanente e disposto all' interno dell' elemento semitoroidale, sporgente parzialmente a sbalzo dallo stesso in senso assiale con una propria porzione di diametro minore, vincolato ad una parete laterale radialmente esterna dell' elemento semitoroidale; un bordo di detta parete laterale di quest' ultimo, munito di un risalto anulare, e detta porzione sporgente di diametro minore di detto elemento anulare, la quale è delimitata verso il resto dell' elemento da una gola anulare, definendo detto bordo frontale periferico del primo elemento di involucro.
4. Gruppo ruota-motore secondo al rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto secondo elemento di involucro è conformato in sezione radiale sostanzialmente come una J disposta parallela all' asse ruota ed è ricavato di pezzo, perifericamente sull' esterno, ad una piastra supporto freno solidale al fusello; detto bordo frontale periferico del secondo elemento di involucro essendo conformato in sezione radiale sostanzialmente a Z ed essendo disposto affacciato radialmente sull' esterno a detto risalto del bordo della parete laterale del detto elemento semitoroidale ed a detta porzione sporgente di diametro minore del detto elemento anulare.
5. Gruppo ruota-motore atto ad equipaggiare veicoli a trazione elettrica, del tipo comprendente un mozzo ruota, un tamburo freno, mezzi di frenatura atti a cooperare con il tamburo freno, e un motore elettrico comprendente a sua volta uno statore ed un rotore, caratterizzato dal fatto che detto statore supporta direttamente detti mezzi di frenatura e dal fatto che detto mozzo è costituito dal rotore del motore elettrico detto rotore essendo ricavato integrale di pezzo con il tamburo freno e supportando rispettivi magneti permanenti del motore elettrico, mentre rispettivi avvolgimenti del motore elettrico sono supportati dallo statore.