具有制动器的车轮内电动机制造技术

本发明专利技术涉及用于车辆的车轮，包括位于车轮里面的：壳体，其具有用于安装到车辆上的第一侧，电动机，其用于驱动所述车辆的运动，所述电动机包括旋转固定地连接到所述壳体上的定子和可旋转地耦接到所述定子上并具有旋转轴线的转子，所述定子设置在所述转子里面，和与转子形成整件装置的制动鼓。本发明专利技术还涉及具有这样的车轮的车辆，和适于将这样的车轮安装到车辆上的方法和适配器板，和这样的车轮，其具有轮辋系统，其中所述轮辋形成与所述转子和制动系统的制动鼓的集成部件，也即形成一个整件的装置。

【技术实现步骤摘要】
具有制动器的车轮内电动机
本专利技术涉及具有制动器的车轮内电动机。
技术介绍
本专利技术涉及具有制动器的车轮内电动机。这样的车轮内电动机例如描述在国际专利申请WO2010/101914中，其中描述了用于车辆的车轮组件，包括：不旋转支撑件，包括轮辋、轮辐和轮毂的车轮，该轮辋具有径向内表面，其中所述车轮通过不旋转支撑件可旋转地支撑，以绕着车轮轴线旋转；和具有轴向延伸的电动机孔的电动机，其中所述电动机包括不旋转电动机部和旋转电动机部，其中该旋转电动机部可操作地连接到车轮上并与轮辋的径向内表面间隔开，以基本隔离于来自轮辋径向内表面的任何径向向内指向的力，其中所述不旋转电动机部固定地连接到不旋转支撑件。该组件，其可选地还包括制动器，并将经由悬挂轴安装到车辆上。然而，在已知的组件中，旋转电动机部设置在不旋转电动机部里面，并且需要占据空间且复杂的机构，以将转子的旋转运动传送到车轮的轮辋。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供改进的车轮内电动机，其具有集成的制动系统，具有更简单的结构。为此，根据第一方面，本专利技术提供用于车辆的车轮，其在车轮里面包括：壳体，其具有用于安装到车辆上的第一侧，电动机，其用于驱动所述车辆的运动，所述电动机包括旋转固定地连接到所述壳体上的定子和可旋转地耦接到所述定子上并具有旋转轴线的转子，所述定子设置在所述转子里面，和适于接合转子以制动所述转子相对于定子的运动的制动系统，其特征在于：所述壳体包括旋转固定地附接到所述壳体上并与旋转轴线同轴地从所述壳体突出的轴，其中当沿着旋转轴线看时，所述轴与所述第一侧间隔开，其中所述转子包括用于在其上安装轮胎的轮辋，所述转子还包括轮板，所述轮板包括用于容纳所述轴的轮毂，所述轮板还包括所述制动鼓，其中所述轮辋、轮板和制动鼓作为一体和/或单件附接在一起，其中所述制动系统包括适于作动所述制动系统与所述鼓的接合的作动器，和其中所述壳体包括用于控制所述电动机的控制电子装置。该车轮这样可以作为车辆上的模块而安装，而无需在车轮外面附接额外的制动器，也无需在车辆中提供额外的电子装置用于控制电动机。所述控制电子装置优选地完全容纳在壳体内或通过壳体封装，这样基本上防止来自所述壳体外面的颗粒和/或液体。在这样的情形下，控制电子装置沿着旋转轴线方向占据的空间通过壳体沿着旋转轴线的宽度而限制。优选地，所述控制电子装置具有纵向轴线，其定向为基本垂直于车轮的旋转轴线。例如，电子装置包括平坦的印刷电路板(PCB)，其中PCB的平面设置为基本垂直于旋转轴线。优选地，制动系统附接到壳体上，例如在壳体中或壳体上。施加在车轮上的任何制动力通过壳体传递到车辆上，而不是通过轴。相应地，轴可以具有相对较轻的结构。通过本专利技术提供的车轮的组装、拆卸、维护和修理由于轮辋、轮板和鼓互相附接为单件，例如由单个相连的材料(例如金属)块形成而变得便利，而在转子到轴上的安装和拆卸过程中无需进一步相互对齐或附接。优选地，定子旋转固定地连接到壳体上，而组合的轮辋、轮板和鼓经由轴可旋转地连接到壳体上。由于转子附接到组合的轮辋、轮板和鼓上，转子可旋转地耦接到所述定子上。由于壳体提供了用于支撑车轮的转子的旋转运动的轴，车轮不需要轴安装到其上。本专利技术的车轮可以安装在车辆的任何位置处，甚至独立于车辆的安装元件的位置，所述安装元件适于将车轮安装到车辆上。车轮可以安装而无需车辆结构的任何机械改变。然而优选地，在安装这样的车轮到车辆上时，通过根据本专利技术的车轮改进了的车辆的原始安装元件留在位置中和/或得以使用。此外，无需手头保存多个不同尺寸的轴承，以将车轮安装到不同车辆的已有轮轴上。由于没有轴通过壳体，可能的是，采用在壳体内的基本平坦和工业上可获得的控制电子装置，进而允许壳体尺寸足够小，以基本完全容纳在车轮内。在一种实施方式中，控制电子装置包括功率电子装置，例如IGBT电流模块和电流调节器，以控制电动机和为电动机提供电源。根据本专利技术的车轮这样可以直接连接到VDC电源，而无需额外的功率电子装置例如逆变器安装到车辆本身上。由于没有轴延伸通过壳体，因此壳体内可获得更多空间用于功率电子装置，且功率电子装置可以设置在壳体内的任何地方，即使在与旋转轴线交叉的位置。在一种实施方式中，车轮具体实现为直接驱动车轮。这样，转子直接驱动车轮，而无需任何中间齿轮或类似物，且定子，尤其是其磁体，直接将旋转力给予转子。基本上没有旋转力经由轴或齿轮传递给转子。在电动车轮中，例如直接驱动车轮中，尤其有利的是，将转子设置在定子周围，而不是将定子设置在转子周围。电动机产生的扭矩是转子直径的二次函数。例如，如果具有1单位直径的转子的电动机能够产生1Nm的扭矩，那么具有1.2单位直径的转子的相同电动机能够产生1.44Nm的扭矩。在一种实施方式中，制动系统安装在壳体上，优选地安装在壳体与所述第一侧相对的一侧上。这样在所述车辆和壳体的第一侧之间无需额外空间用于制动系统。在一种实施方式中，当沿着旋转轴线看时，所述制动系统设置在转子和壳体之间。该制动系统优选地设置在转子的所述轮板和壳体之间。在一种实施方式中，所述制动系统包括用于与在转子上的第二接合表面制动接合的第一接合表面，其中所述车轮还包括适于收集制动磨损颗粒的收集装置。这样，制动磨损颗粒进入和干扰车轮的电气组件的机会显著减小。在一种实施方式中，所述收集装置位于靠近所述第一和第二接合表面的接合点处，优选地在距其3cm的距离内。在优选实施方式中，收集装置更靠近所述接合点而不是车轮轴承。相对较小尺寸的收集装置这样可以用于有效地收集制动磨损颗粒。在一种实施方式中，所述车轮还包括车轮轴承，其中所述收集装置适于收集在与所述车轮轴承间隔开的位置处的制动磨损颗粒。制动磨损颗粒进入和损坏车轮的车轮轴承的机会显著减小。在一种实施方式中，所述第一和/或第二接合表面包括金属，且其中所述收集装置包括位于靠近所述接合点处的磁体，优选为永磁体。优选地，选择容易通过磁力吸引的金属或金属合金，例如铁或镍或包括这些的合金。在一种实施方式中，所述制动系统设置为与所述第一侧间隔开。再次地，这样无需在所述车辆和壳体的第一侧之间为制动系统提供额外的空间。在一种实施方式中，所述定子设置在壳体的周围。这样，用于控制电动机的控制电子装置可以容易地安装在车轮内，而定子仍然可以具有沿着旋转轴线的宽度，该宽度至少等于壳体沿着旋转轴线的宽度。优选地，定子包括内圆周表面，其基本邻接壳体的外圆周表面。在一种实施方式中，转子包括用于在其上安装轮胎的轮辋。优选地，当轮胎安装在轮辋上时，其从一侧起在轮辋上滑动，直至轮胎邻接轮辋的斜缘，其后，轮辋环附接到在轮辋上与所述斜缘相对的边缘处或其附近的轮辋/转子/鼓制动器上，以将轮胎保持在位。在一种实施方式中，所述定子包括一个或多个电磁体，其中所述转子包括放置在一个或多个电磁体周围的永磁体。定子和转子这样一起形成可通过控制电子装置控制的电动机。在一种实施方式中，当沿着旋转轴线看时，所述电动机完全设置在轮辋的第一侧和轮辋的相对的第二侧之间。在一种实施方式中，所述制动系统包括鼓式制动系统。在一种实施方式中，所述壳体包括用于从所述车轮外面连接到制动系统的索或杆的通道，其中索或杆相对于制动系统的位移作动所述制动系统。本专利技术这样在车轮里面提供机械制动系统，该制动系统可以容易地本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于车辆的车轮，包括位于车轮里面的：壳体，其具有用于安装到车辆上的第一侧，电动机，其用于驱动所述车辆的运动，所述电动机包括旋转固定地连接到所述壳体上的定子和可旋转地耦接到所述定子上并具有旋转轴线的转子，所述定子设置在所述转子里面，和适于接合转子以制动所述转子相对于定子的运动的制动系统，其特征在于：所述壳体包括旋转固定地附接到所述壳体上并与旋转轴线同轴地从所述壳体突出的轴，其中当沿着旋转轴线看时，所述轴与所述第一侧间隔开，其中所述转子包括用于在其上安装轮胎的轮辋，以及轮板，所述轮板包括用于容纳所述轴的轮毂，所述轮板还包括所述制动鼓，其中所述轮辋、轮板和鼓作为一体和/或单件附接在一起，其中所述制动系统包括适于作动所述制动系统与所述鼓的接合的作动器，和其中所述壳体包括用于控制所述电动机的控制电子装置。

【技术特征摘要】
2011.08.12 NL 2007261;2011.08.12 US 61/523,1451.用于车辆的车轮，包括位于车轮里面的：壳体，其具有用于安装到车辆上的第一侧，电动机，其用于驱动所述车辆的运动，所述电动机包括旋转固定地连接到所述壳体上的定子和可旋转地耦接到所述定子上并具有旋转轴线的转子，所述定子设置在所述转子里面，和适于接合转子以制动所述转子相对于定子的运动的制动系统，其特征在于：所述壳体包括旋转固定地附接到所述壳体上并与旋转轴线同轴地从所述壳体突出的轴，其中当沿着旋转轴线看时，所述轴与所述第一侧间隔开，所述壳体包括中空主体，该中空主体具有圆周壁、开口的第一侧和相对的封闭的第二侧，所述定子设置在所述壳体的周围并且得到所述壳体的支撑，其中所述转子包括用于在其上安装轮胎的轮辋，以及轮板，所述轮板包括用于容纳所述轴的轮毂，所述轮板还包括制动鼓，其中所述制动系统包括适于作动所述制动系统与所述鼓的接合的作动器，并且其中所述壳体包括位于该壳体内部的用于控制所述电动机的控制电子装置。2.根据权利要求1所述的车轮，其特征在于，所述轮毂具有轴承，以将转子连接到壳体的轴上；所述鼓包括金属材料，沿着旋转轴线延伸，并当制动系统作动时，适于与制动系统的制动蹄接合；所述轮辋、轮板和鼓作为一体和/或单件附接在一起。3.根据权利要求2所述的车轮，其特征在于，所述控制电子装置包括电子装置，用于控制电动机和为电动机提供电源。4.根据权利要求3所述的车轮，其特征在于，所述控制电子装置包括IGBT电流模块和电流调节器。5.根据在前任一权利要求所述的车轮，其特征在于，所述车轮是直接驱动车轮。6.根据权利要求1至4中任意一项所述的车轮，其特征在于，所述制动系统安装在壳体与所述第一侧相对的一侧上。7.根据权利要求1至4中任意一项所述的车轮，其特征在于，当沿着旋转轴线看时，所述制动系统设置在转子和壳体之间。8.根据权利要求1所述的车轮，其特征在于，所述制动系统包括用于与在转子上的第二接合表面制动接合的第一接合表面，其中所述车轮还包括适于收集制动磨损颗粒的收集装置。9.根据权利要求8所述的车轮，其特征在于，所述收集装置位于靠近所述第一接合表面和第二接合表面的接合点处，。10.根据权利要求9所述的车轮，其特征在于，所述收集装置在距所述接合点3cm的距离内。11.根据权利要求8或9所述的车轮，其特征在于，所述车轮还包括车轮轴承，其中所述收集装置适于收集在与所述车轮轴承间隔开的位置处的制动磨损颗粒。12.根据权利要求9所述的车轮，其特征在于，所述第一和/或第二接合表面包括金属，且其中所述收集装置包括位于靠近所述接合点处的磁体。13.根据权利要求1至4中任意一项所述的车轮，其特征在于，所述制动系统设置为与所述第一侧间隔开。14.根据权利要求1至4中任意一项所述的车轮，其特征在于，所述定子包括一个或多个电磁体，且其中所述转子包括放置在一个或多个电磁体周围的永磁体。15.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·J·海嫩，蒂莫西·塞温特，
申请(专利权)人：电子牵引欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：