具有電位平衡的輪轂電動的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種輪轂電動機，用于驅動機動車輛。在使電磁波的輻射達到最小的同時避免使用于支承轉子的軸承的滾動軸承老化，其方式是所述輪轂電動機具有轉子、輪轂(1)、輪轂軸承和接觸元件(4)，所述輪轂軸承具有第一軸承環(2)和第二軸承環(3)，第一軸承環不可相對轉動但導電地連接到所述輪轂(1)，所述第二軸承環不可相對轉動但導電地連接到所述轉子，所述接觸元件用于使所述軸承環(2、3)產生導電連接。所述接觸元件(4)經由彈簧(6)抵靠所述輪轂(1)進行支承，并且所述接觸元件(4)與電位平衡元件(5)壓力接觸，所述電位平衡元件與第二軸承環(3)不可相對轉動但導電地連接。
【專利說明】具有電位平衡的輪轂電動機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有權利要求1前序部分所述特征的、用于驅動機動車輛的輪轂電動機。
【背景技術】
[0002]特別是對于電力驅動的機動車輛來說，已知牽引電動機直接布置在待驅動的車輪中。在這里，所述電力牽引機的轉子能直接與所述車輪的輪輞相連接。從DE102006040223A1已經熟知這種構思，稱之為直接驅動。從EP 1382476B1熟知的結構示出了一種替代實例，其中所述電動機通過變速器作用到待驅動的車輪上。
[0003]在兩種情形下，所述驅動必須滿足關于電磁兼容性(EMV)的規則。然而通過定子產生的電磁場在轉子中感應電壓。感應電壓可能產生的電流從轉子通過轉子軸經由滾動軸承傳導到大地。特別是在高轉速時，布置在所述軸承環之間的滾動軸承與所述軸承環脫離機械接觸，從而滾動體通過潤滑油膜而與至少其中一個軸承環間隔開。然而電絕緣潤滑劑具有有限的絕緣強度。如果感應電壓導致潤滑劑中局部放電或者介電擊穿，則產生輻射，這從電磁兼容性的角度來看或許不是避免的。這種擊穿還可能導致軸承環和滾動體上觸頭燒損，這使所述元件過早老化。
[0004]從DE 102010022320A1熟知一種具有權利要求1前序部分所述特征的、用于驅動機動車輛的輪轂電動機。在這里通過在電機轉子和定子之間借助于接觸元件形成電連接來阻止軸承通電和電磁波輻射。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于，對于輪轂驅動器，使用于支承轉子的滾動軸承的老化達到最小，并且避免電磁波輻射，其中力求得到成本特別適宜的技術方案。
[0006]這個目的利用具有權利要求1所述特征的輪轂電動機實現。這種用于驅動機動車輛的輪轂電動機包括:
[0007]-轉子；
[0008]-輪轂；
[0009]-輪轂軸承，其具有第一軸承環和第二軸承環，所述第一軸承環與所述輪轂不可相對轉動但可導電地連接，所述第二軸承環與轉子不可相對轉動但可導電地連接，以及
[0010]-接觸元件，它用于使所述軸承環之間產生導電連接，
[0011]其中所述接觸元件通過彈簧抵靠所述輪轂進行支承，并且所述接觸元件與電位平衡元件壓力接觸，所述電位平衡元件與第二軸承環不可相對轉動但可導電地連接。
[0012]本發明的有利實施方式從從屬權利要求得知。
[0013]本發明相對于從DE 102010022320A1熟知的技術方案得到一種明顯的結構改進。在這里，本發明基于這樣的認識，即如果所述輪轂驅動器的轉動部件可設計為成型件或深沖件，輪轂驅動器的設計費用和因而本發明的制造成本可顯著降低。這種制造技術的優點通過所述接觸元件通過所述彈簧抵靠所述輪轂進行支承來獲得，所述接觸元件使所述輪轂軸承的兩個軸承環彼此導電地連接并且因而軸承電流的形成被抑制，所述軸承電流會導致潤滑劑的損害。作為輪轂，這里以及在整個文件中理解為將車輪固定在軸、車橋或者軸頸上的每個元件。
[0014]根據本發明，所述彈簧使所述接觸元件壓靠電位平衡元件，所述電位平衡元件與所述輪轂電動機的轉動部件形成連接。所述電位平衡元件在本發明的有利改進方案中構造為用于輪轂軸承的蓋罩，該蓋罩必須相應地只構成用于壓力接觸的對接面并且制造為簡單的深沖件，無需任何切削加工。因為所述輪轂軸承的靜止件，尤其是輪轂，反正必須切削加工，在這一點上相對于從DE 102010022320A1熟知的技術方案制造費用并沒有增加。
[0015]根據本發明，通過彈性接觸元件到所述輪轂軸承的靜止件即輪轂中的本發明的整合獲得視覺優點，因為尤其是構造為蓋罩的電位平衡元件因此能夠在視覺上吸引人地構造。此外，所述接觸不對結構產生影響。
[0016]在本發明的有利構型中，所述接觸元件與輪轂防脫離地連接。因此保證所述接觸元件在輪轂軸承打開時也被阻止脫落。
[0017]本發明的另一有利實施方式特征在于，所述輪轂包括一個盲孔，所述接觸元件支承在所述盲孔中，其中，所述彈簧安置在所述盲孔的底部并使所述接觸元件壓靠到所述電位平衡元件上。所述盲孔能夠利用不同的切削方法制成，例如車削、銑削和鉆孔。
[0018]所述接觸元件的脫落在輪轂軸承打開時能夠特別簡單地實現，其方式是在本發明的有利構型中，所述盲孔具有一與底部相對的開口，所述開口的直徑選定為使所述接觸元件防脫離地固定在盲孔中。所述盲孔入口的所述直徑能夠尤其通過環形模壓、點模壓或者卷邊實現。
[0019]在本發明的另一有利實施方式中，所述接觸元件與電位平衡元件具有近似點接觸，所述接觸點位于所述轉子的旋轉軸線上。通過這種結構措施，引起根據本發明的電位平衡的摩擦被減小到最小。
[0020]在一個有利的實施方式中獲得摩擦少和同時可靠電接觸的接觸面，其中所述接觸元件具有凸形地構造的接觸面，所述接觸面與電位平衡元件構成所述壓力接觸。
[0021]在這里特別可能和有利的是，所述接觸元件被構造為球體。所述球體能夠以非常簡單的方式和方法借助于螺旋彈簧與盲孔的底部相對地支承在輪轂內部。
[0022]為了減小磨損和避免所述滾動軸承的潤滑劑的污染，提出了本發明的一個有利的實施方式，其中，所述電位平衡元件包括硬化板，所述硬化板與接觸元件形成壓力接觸。
[0023]因為通常要求機動車輛的前側發動機艙的中心的原動機被省去，具有前述實施例中任一實施例所述的輪轂電動機的機動車輛能實現完全新型的機動車輛方案。在這里建議機動車輛的四個車輪中的每個車輪都裝配有一個自己的輪轂電動機。以這種方式和方法能簡單地實現車輪選擇的驅動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]下面借助于參考附圖示出的實施例，詳細解釋和說明本發明。其中:
[0025]圖1示出了用于輪轂電動機的軸承單元的第一實施方式；
[0026]圖2示出了用于輪轂電動機的軸承單元的第二實施方式；
[0027]圖3示出了用于輪轂電動機的軸承單元的第三實施方式；
[0028]圖4示出了用于輪轂電動機的軸承單元的第四實施方式；
[0029]圖5示出了用于輪轂電動機的軸承單元的第五實施方式。
【具體實施方式】
[0030]在所有附圖中彼此對應或相同作用的部件用相同的附圖標記表示。
[0031]圖1示出了根據本發明的、用于輪轂電動機的軸承單元的第一實施方式。所示元件可粗略地分成兩類。一方面存在與所述輪轂電動機的轉子不可相對轉動地機械聯接并且因而在持續運行中自身旋轉的元件。另一方面，所示的軸承單元包括與所述電機的定子不可相對轉動地機械聯接并且因而從旋轉上來看是靜止的。
[0032]作為靜止元件,所述輪轂軸承單元包括輪轂1，雙排滾動軸承的第一軸承環2布置在輪轂I上。第一軸承環2在所示實施方式中是內環。這個內環與輪轂I不可相對轉動地連接，因而如該輪轂一樣從旋轉上來看保持靜止。雙排滾動軸承還包括第二軸承環3,第二軸承環3被構造為外環并且與輪轂電動機的轉子電連接以及機械連接。
[0033]所示軸承單元還包括接觸元件4和電位平衡元件5。接觸元件4通過預加載的彈簧6抵靠盲孔的底部進行支承，所述盲孔設在輪轂I中并且沿輪轂I的軸向延伸。接觸元件4被構造為球體，并且導電連接輪轂1，進而導電連接所述輪轂電動機的定子。通過在所述盲孔的開口區域中環形模壓，所述球體被阻止脫落。相應地，所述球體與輪轂I防脫離地連接。預加載的彈簧朝向所述盲孔的開口推壓所述球體。
[0034]電位平衡元件5在這里構造為所述輪轂軸承的蓋罩，并在安裝狀態下抵靠所述球體和彈簧力地被支撐。所述蓋罩和球體之間形成壓力接觸。因為所述蓋罩與軸承外環形成連接，所述軸承外環又與電機的轉子導電地連接，在所述蓋罩和球體之間的壓力接觸位置處構成所述轉子和輪轂I之間的導電連接。現在，如果在持續運行狀態下，所述輪轂電動機的轉子中由定子感應出電壓，則由此引起的電流通過電位平衡元件5和接觸元件4流到輪轂1，進而流到所述電機的殼體。如果在所述靜止部件和旋轉部件之間沒有所述電連接，那么所述電流通過滾動軸承并因而通過它的潤滑劑實現。然而，所述蓋罩和球體通過滾動軸承電短路連接，從而避免所述潤滑劑老化和改善所述結構的電磁兼容性。
[0035]圖2示出了用于輪轂電動機的軸承單元的第二實施例。第二實施例與圖1所示的實施例的不同之處在于所述盲孔的構造。在圖2所示的實施方式中，所述盲孔是通過鉆孔形成在輪轂I的端面中。
[0036]圖3示出了用于輪轂電動機的軸承單元的第三實施方式。電位平衡元件5在這里構造為用于輪轂軸承的蓋罩，它在所述球體的接觸面區域中具有凹形拱面。由此得到球體表面和蓋罩之間改善的貼靠，以及擴大接觸橢圓的大小。
[0037]圖4示出了用于輪轂電動機的軸承單元的第四實施方式。這個實施方式的特點在于所述蓋罩內部的硬化板7。硬化板7定位在壓力接觸區域中，所述壓力接觸區域是被成型為球體的接觸元件4與電位平衡元件5構成的。通過所述蓋罩硬化地形成在所述壓力接觸區域中，所述蓋罩的磨損減小和滾動軸承油脂或滾動軸承油的污染被抵制。
[0038]圖5示出了用于輪轂電動機的軸承單元的第五實施方式。圖5所示的實施方式與前述實施方式的不同之處在于接觸元件4的構成。接觸元件4在這里構成為近似蘑菇狀，其中，接觸元件4的凸形面朝向電位平衡元件5。接觸元件4布置在輪轂I的通孔內部。借助于穿過所述通孔的線材，接觸元件4固定在輪轂I的沿軸向看與電位平衡元件5相對的端部。由此接觸元件4也可在不使用環形模壓或者點模壓或者卷邊的情形下被阻止脫落。
[0039]附圖標記列表
[0040]I 輪轂
[0041]2第一軸承環
[0042]3第二軸承環
[0043]4接觸元件
[0044]5電位平衡元件
[0045]6 彈簧
[0046]7硬化板
【權利要求】
1.一種用于驅動機動車輛的輪轂電動機，具有 轉子， 輪轂⑴， 輪轂軸承，其具有第一軸承環(2)和第二軸承環(3)，所述第一軸承環(2)與所述輪轂(I)不可相對轉動但導電地相連接，所述第二軸承環(3)與所述轉子不可相對轉動但導電地相連接，以及 接觸元件(4)，其用于產生所述軸承環(2、3)之間的導電連接， 其特征在于， 所述接觸元件(4)通過彈簧(6)抵靠所述輪轂(I)被支撐，并且與電位平衡元件(5)壓力接觸，所述電位平衡元件(5)與所述第二軸承環(3)不可相對轉動但導電地連接。
2.根據權利要求1所述的輪轂電動機，其特征在于，所述接觸元件(4)與所述輪轂(I)防脫離地連接。
3.根據權利要求1或2所述的輪轂電動機，其特征在于，所述輪轂(I)包括盲孔，所述接觸元件(4)支承在所述盲孔中，其中所述彈簧(6)安置在所述盲孔的底部上，所述彈簧將所述接觸元件(4)壓靠在所述電位平衡元件(5)上。
4.根據權利要求1所述的輪轂電動機，其特征在于，所述盲孔(6)具有與底部相對的開口，所述開口的直徑選定為使所述接觸元件(4)防脫離地保持在所述盲孔￠)中。
5.根據前述權利要求中任一項所述的輪轂電動機，其特征在于，所述接觸元件(4)與所述電位平衡元件(5)具有近似點狀的接觸,其中，所述接觸點位于所述轉子的旋轉軸線上。
6.根據前述權利要求中任一項所述的輪轂電動機，其特征在于，所述接觸元件(4)具有凸形設計的接觸面，所述接觸面與所述電位平衡元件(5)構成所述壓力接觸。
7.根據權利要求6所述的輪轂電動機，其特征在于，所述接觸元件(4)被構造為球體。
8.根據前述權利要求中任一項所述的輪轂電動機，其特征在于，所述電位平衡元件(5)被構造為用于輪轂軸承的蓋罩。
9.根據前述權利要求中任一項所述的輪轂電動機，其特征在于，所述電位平衡元件(5)包括硬化板，所述接觸元件(4)與所述硬化板構成所述壓力接觸。
10.機動車輛，具有前述權利要求中任一項所述的輪轂電動機。
【文檔編號】B60K7/00GK104245382SQ201380016446
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年2月22日 優先權日:2012年3月26日
【發明者】T·福格勒, D·施蒂恩魏斯, D·德盧蓋 申請人:舍弗勒技術有限兩合公司