电机以及车辆传动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电机以及车辆传动装置。本发明专利技术说明了一种电机(1)，其具有壳体(2)、抗相对转动地布置在壳体(2)中的定子(3)和以能旋转的方式支承在壳体(2)中的转子(4)。在壳体(2)与定子(3)之间设置有径向方向上的自由度，以便允许壳体(2)与定子(3)之间在径向方向上的由于材料引起的、不同的热膨胀。定子(3)借助形状锁合的连接元件(5)在整个使用温度范围内保持在壳体(2)中并且与转子(4)同中心地取向。形状锁合的连接元件(5)在此被实施和布置成使壳体(2)能关于定子(3)无应力地膨胀和收缩。此外，本发明专利技术还说明了一种具有这种电机(1)的车辆传动装置。

Motor and vehicle transmission

The invention relates to an electric motor and a vehicle transmission device. The invention describes an electric motor (1) having a housing (2), a stator (3) disposed in a shell (2) relatively rotationally, and a rotor (4) supported in a shell (2) in a rotating manner. A degree of freedom in the radial direction is arranged between the shell (2) and the stator (3) so as to allow for different thermal expansion caused by material in the radial direction between the shell (2) and the stator (3). The stator (3) is connected to the housing (2) in the whole service temperature range by means of the shape locking element (5) and is aligned with the rotor (4) in the same direction. The connection element (5) with shape locking is implemented and arranged here so that the housing (2) can expand and contract without stress on the stator (3). In addition, the invention also describes a vehicle transmission device with such a motor (1).

【技术实现步骤摘要】
电机以及车辆传动装置
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的电机，其具有壳体、抗相对转动地布置在壳体中的定子和以能旋转的方式支承在壳体中的转子。此外，本专利技术还涉及一种具有这种电机的车辆传动装置。
技术介绍
这种电机例如可以用作车辆的传动系中的驱动机。车辆的传动系经常经受很宽的温度使用范围，并且各个部件由于运行引起地被加热到还要更高的温度，从而在车辆的传动系中使用的电机必须在例如-40℃至+150℃的温度范围内工作。通常，电机的定子及其叠片组由钢或钢合金构成，而电机的壳体一般情况下由其他材料，例如铸铝制成，也就是说由铝合金制成。为了在壳体与定子之间进行相对壳体固定的连接，定子经常被压入到基本上柱体状的壳体中并且/或者与该壳体螺接。一些解决方案为此也设置有附加的定子支架。由于电机的上述较高的温差和不同的材料导致：现在在电机的定子与壳体之间出现了明显不同的热膨胀。就此而言，这会导致：壳体与定子之间的压配合(Presssitz)将不再起作用，构件发生塑性变形并且/或者不再确保电机的定子与转子之间的同中心的取向。在螺接的定子的情况下，强烈的温度变化会导致构件之间发生运动，导致螺接位置处发生磨损并且导致由于张力而引起的过度的构件载荷。为了避免这些种缺点，在DE8137239U1中提出了借助嵌入定子的槽或壳体套的槽中的附加的形状锁合(formschlüssig)的弹簧在定子与壳体套之间建立力锁合(kraftschlüssig)的过盈装配(Pressverband)，以防定子在壳体套中分离和转动。在该解决方案中，壳体套和定子通过过盈装配而持续地处在应力下，该应力由于在壳体套和定子中的不同的温度和由此所造成的不同的热膨胀而导致了交变载荷，该交变载荷会导致使壳体罩与定子之间的抗相对转动(verdrehfest)的连接松脱并且/或者导致构件受损。此外，在DE202008015575U1中描述了一种电马达，其中，马达壳体与定子经由单独的定心系统以如下方式处于嵌接中，从而使得尤其是在一方面是马达壳体与另一方面是定子之间出现由于温度引起的空隙时确保定子与转子之间的同中心的取向。所提到的定心系统在此基本上由多个布置在马达壳体与定子之间的弹簧构成，这些弹簧使预应力作用到定子上并且限制了定子与马达壳体之间的运动自由度。由此，还会在部件中出现不利的应力。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种开头提到类型的电机，其中，定子和壳体的由于热引起的不同的热膨胀特性能尽可能在无应力的情况下实现，并且其中，同时确保电机的定子与转子之间的同中心的取向。电机应尽可能紧凑且简单地构建。此外，还应提供一种具有这种电机的车辆传动装置。基于本专利技术的任务通过根据权利要求1的电机以及通过根据权利要求10的车辆传动装置来解决。本专利技术的有利的改进方案在从属权利要求中加以说明。据此，请求保护如下电机，其具有壳体、抗相对转动地布置在壳体中的定子和以能旋转的方式支承在壳体中的转子。在此，壳体与定子之间设置有径向方向上的自由度，以便允许壳体与定子之间在径向方向上的由于材料引起的、不同的热膨胀，其中，定子借助形状锁合的连接元件在整个使用温度范围内保持在壳体中并且与转子同中心地取向。形状锁合的连接元件被实施和布置成使壳体能关于定子无应力地膨胀并收缩。换句话说，由于温度变化而壳体和定子这两个构件彼此能够进行无应力的径向伸长和回缩，而不使定子在壳体中的定心或转矩传递受到影响。在构件中的较低应力提高了使用寿命。在连接元件防止了定子与壳体之间出现导致松动的空隙的同时，所提到的径向方向上的自由度能够实现该温度膨胀补偿。定子与壳体之间不需要单独的定子支架，从而使得定子借助连接元件直接与壳体连接或悬置在壳体中。因此，利用在定子的外周中的至少三个连接元件的巧妙的几何上的布置能够确保定子相对于壳体关于电机的中心轴线不发生转动并且不发生移动。这意味着，在径向方向和切向方向上都不存在值得注意的壳体与定子之间的空隙。定子只通过连接元件在壳体中抗相对转动地保持和定心。由于转子支承在壳体中，因此可以确保对于电机的运转来说所需的转子与定子之间的同中心性同时，壳体和定子能够以基本上无空隙且无应力的方式不同地膨胀和收缩，从而没有在构件处出现尤其由壳体和定子的不同的热膨胀所造成的应力。因此，在所提出的解决方案中，也不需要用于定心的弹簧力和预紧力。下面将详细地描述的连接元件可以在径向方向上是自由的，也就是说能够没有预应力地彼此相对移动。这相应于本专利技术的核心想法，亦即避免电机的壳体与定子之间出现空隙，而在没有强制力且没有应力的情况下能够实现壳体和定子的不同的热膨胀。在本申请中的术语“轴向”、“径向”和“切向”除非另有明确说明一般是参考电机的相应于定子的旋转轴线的主轴线。连接元件优选包括定子中或壳体中的至少三个销钉和分别配属于每个销钉的凹部。特别优选的是，销钉牢固地与壳体连接，例如在壳体中压紧或螺接，而分别配属于每个销钉的凹部布置在定子上。因此，每个销钉可以在径向方向上在没有预应力的情况下在配属的凹部中自由运动。凹部为此优选被实施为在径向方向上延伸的纵槽或长孔。在用于壳体和定子的材料和尺寸是指定或已知的情况下，销钉和凹部的所需尺寸，在此尤其是在径向方向上的纵槽或长孔的所需长度有针对性地按如下方式计算，即，使壳体关于定子能够在整个温度使用范围内无应力地膨胀和收缩。使用销钉，尤其是实施成实心的销钉，使得即使是在例如在车辆的传动系中的必须支撑高驱动转矩的大型电机中也允许应用本专利技术。这种电机的定子的外直径典型地为400毫米至500毫米。例如也能够用作弹簧并且以板材结构形式制成的较轻的连接元件并不适用于这种应用，这是因为它们在高转矩和力的情况下将发生塑性变形并失效。这一情况尤其是当电机要作为发动机和发电机运行时发生，由此在切向方向上的交变载荷作用到连接元件上。有利的实施方案设置了多于三个、例如六个销钉和凹部。以该方式可以使由于生产技术引起的在销钉与分别配属的凹部之间的最小空隙在切向方向上，也就是说在周向方向上最小化并且在理想情况下降低到零，这是因为当在定子的周向上分布许多销钉和凹部的情况下，所需的销钉的外尺寸与凹部的内尺寸之间的制造公差通过分度误差(Teilungsfehler)得到补偿。销钉的外尺寸与凹部的内尺寸之间的制造公差或空隙例如可以在0.05毫米与0.2毫米之间的范围内运动。分度误差在此被理解为在壳体或定子的周向上分布有至少三个销钉和凹部的情况下的角度偏差。例如，三个销钉和凹部有利地分别以120°的角度彼此间隔开地布置在壳体或定子的周向上。在六个销钉凹部配对的情况下，两个相邻的销钉或凹部之间最有利的均匀的角度分别为60°。这意味着，在每个由销钉与配属的凹部组成的单个配对处，在切向方向上可以存在有一定的空隙，然而在考虑所有布置在定子上的销钉凹部配对的情况下，这些空隙至少几乎被抵消。在装配电机时，要么能够自由地要么能够以在轴向方向上很小的力地将相应的定子推移到相对壳体固定的销钉上。尽管有所阐述的在完成装配的定子与壳体之间的分度误差但是如果要保留在切向方向上的最小空隙，那么通过在连接元件上的在运行中由电机的驱动转矩所造成的切向力得到了定子和壳体彼此间的稳定的角位置以及在定子与转子之间的同中心的取向。根据一个优选实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
电机(1)，所述电机具有壳体(2)、抗相对转动地布置在所述壳体(2)中的定子(3)和以能旋转的方式支承在所述壳体(2)中的转子(4)，其中，在所述壳体(2)与所述定子(3)之间设置有径向方向上的自由度，以便允许所述壳体(2)与所述定子(3)之间在径向方向上的由于材料引起的、不同的热膨胀，其中，所述定子(3)借助形状锁合的连接元件(5)在整个使用温度范围内保持在所述壳体(2)中并且与所述转子(4)同中心地取向，其特征在于，所述形状锁合的连接元件(5)被实施和布置成使所述壳体(2)能关于所述定子(3)无应力地膨胀和收缩。

【技术特征摘要】
2016.11.03 DE 102016221572.81.电机(1)，所述电机具有壳体(2)、抗相对转动地布置在所述壳体(2)中的定子(3)和以能旋转的方式支承在所述壳体(2)中的转子(4)，其中，在所述壳体(2)与所述定子(3)之间设置有径向方向上的自由度，以便允许所述壳体(2)与所述定子(3)之间在径向方向上的由于材料引起的、不同的热膨胀，其中，所述定子(3)借助形状锁合的连接元件(5)在整个使用温度范围内保持在所述壳体(2)中并且与所述转子(4)同中心地取向，其特征在于，所述形状锁合的连接元件(5)被实施和布置成使所述壳体(2)能关于所述定子(3)无应力地膨胀和收缩。2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述连接元件(5)具有在所述定子(3)中或在所述壳体(2)中的至少三个销钉(6a、6b、6c)和分别配属于每个销钉(6a、6b、6c)的凹部(7a、7b、7c)。3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述至少三个销钉(6a、6b、6c)分别紧固在壳体(2)中，而所述凹部(7a、7b、7c)布置在所述定子(3)中。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·伦纳，雷克·格斯滕，马克西米利安·朔伊夫勒，格哈德·霍林，于尔根·劳特，
申请(专利权)人：ZF腓德烈斯哈芬股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE