[發(fā)明專利]用于電動機(jī)的差分構(gòu)造軸、電動機(jī)、驅(qū)動系統(tǒng)和機(jī)動車

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611137884.0
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106899101A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 埃爾坎·阿爾斯蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: H02K1/22
• 分類號: H02K1/22;H02K1/06;H02K7/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 余剛,李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于電動機(jī)的差分構(gòu)造軸和相應(yīng)的電動機(jī)本身。本發(fā)明還涉及一種用于機(jī)動車的驅(qū)動系統(tǒng)，其配備有根據(jù)本發(fā)明的電動機(jī)以及相應(yīng)的機(jī)動車本身。

背景技術(shù)

由DE 10 2010 022 621 A1公開了一種用于電動總成的轉(zhuǎn)子軸，其以差分構(gòu)造方式制造。轉(zhuǎn)子軸包括管形的中間部件，在其端部上置中地分別容納了一個連接部件。連接部件分別包括一個蓋部件，軸承座中央地從蓋部件延伸。在連接部件的徑向外部的區(qū)域中分別形成一個軸向止擋部，管形的中間部件的相應(yīng)的端部抵靠在其上。在與相應(yīng)的連接件一體地形成的徑向環(huán)繞的面上，連接件與管形的中間部件通過焊接彼此連接。

文獻(xiàn)DE 103 19 629 A1公開了一種軸轂連接，其中，在軸的銷端部上容納有多個齒輪。在軸和齒輪之間存在收縮座，其確保適合于接收轉(zhuǎn)矩負(fù)載的機(jī)械連接。

發(fā)明內(nèi)容

在許多技術(shù)領(lǐng)域中存在對電動機(jī)的需求，其在保持相同的或者減小的構(gòu)造尺寸的情況中提供更多的驅(qū)動功率。在此也要求對可靠性和節(jié)省重量的較高標(biāo)準(zhǔn)。此外對電動機(jī)產(chǎn)生這樣的要求，在電動機(jī)中集成有特殊應(yīng)用的附加功能。此外，爭取達(dá)到簡單并進(jìn)而抗故障的可生產(chǎn)性，其也提供了經(jīng)濟(jì)向方面的較高的標(biāo)準(zhǔn)。這種類型的要求在機(jī)動車技術(shù)的領(lǐng)域中，例如在電動車輛或者混合動力車輛的領(lǐng)域中的特別的范疇中提出。本發(fā)明的目的在于提出一種用于在電動機(jī)中的轉(zhuǎn)子的改進(jìn)的軸，其提升了其功率能力并且滿足了上述要求。

該描繪的目的通過用于電動機(jī)的根據(jù)本發(fā)明的差分構(gòu)造軸實現(xiàn)。該差分構(gòu)造軸包括管部件，該管部件設(shè)計用于將多個轉(zhuǎn)子部件、例如電機(jī)疊片組固定在其外表面上。該管部件和在其上安裝的轉(zhuǎn)子部件定義了在電動機(jī)中的轉(zhuǎn)子的外直徑。在管部件的端部上分別容納有一個銷部件，其基本上設(shè)計成圓形。銷部件又在其端部上具有軸承座，該軸承座能分別圍繞轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)地容納在軸承中。銷部件和管部件基本上設(shè)計成圍繞轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)對稱并且相應(yīng)對齊地布置。

銷部件分別在徑向外部的區(qū)域中具有連接區(qū)域，通過連接區(qū)域建立了至管部件的穩(wěn)定的連接。在管部件和銷部件之間的穩(wěn)定的連接適用于接收在電動機(jī)的確定的運行中預(yù)期的轉(zhuǎn)矩負(fù)載或者扭矩負(fù)載。根據(jù)本發(fā)明，在至少一個銷部件的情況中在轉(zhuǎn)子軸線和連接區(qū)域之間存在端面壁，其基本上環(huán)形的設(shè)計。端面壁將處于徑向外部的連接區(qū)域與處于徑向內(nèi)部的過渡區(qū)域連接，該過渡區(qū)域過渡到軸承座中。在軸承座的區(qū)域中，也就是處于徑向內(nèi)部的并進(jìn)而相鄰于過渡區(qū)域的區(qū)域中，端面壁具有第一壁厚。在相鄰于連接區(qū)域的處于徑向外部的過渡部處，端面壁具有第二壁厚。根據(jù)本發(fā)明，第一壁厚超過第二壁厚。

端面壁的徑向向外減小的壁厚提供了對于至少一個銷部件抵抗在電動機(jī)運行中出現(xiàn)的機(jī)械和熱負(fù)載的高標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性。同時，由此降低了銷部件處于徑向外部的質(zhì)量并且使銷部件圍繞轉(zhuǎn)子軸線的慣性力矩最小化。這允許在減小的或者至少保持相同的機(jī)械負(fù)載的情況中設(shè)計出具有提高的外直徑的至少一個銷部件。至少一個銷部件的外直徑基本上與管部件的管直徑相符。提高的管直徑允許在保持相同的轉(zhuǎn)子直徑的情況中使用較為平坦的轉(zhuǎn)子部件，該轉(zhuǎn)子部件安裝在管部件的外表面上。與定子出現(xiàn)電磁交互作用的轉(zhuǎn)子部件因此較輕，并且其值相對于轉(zhuǎn)子圍繞轉(zhuǎn)子軸線的慣性力矩較小。至少一個銷部件與管部件以及在其上安裝的轉(zhuǎn)子部件的共同作用導(dǎo)致這樣的轉(zhuǎn)子，其在保持相同的轉(zhuǎn)子直徑的情況中具有圍繞轉(zhuǎn)子軸線的極大降低的慣性力矩。圍繞轉(zhuǎn)子軸線的降低的慣性力矩確保了電動機(jī)的動態(tài)啟動特性并降低了軸承的機(jī)械負(fù)載，在該軸承中容納有軸承座。這允許使用較小的、較輕的和成本較低廉的軸承，其承受較低的負(fù)載還有較小的磨損。此外，差分構(gòu)造軸的各個組件能夠以較經(jīng)濟(jì)的方式單獨地制造并且能夠簡單地裝配。總體上，通過根據(jù)本發(fā)明的差分構(gòu)造軸降低了電動機(jī)的總質(zhì)量，改善了其運行特性。各個組件能夠單獨地制造，從而簡化了差分構(gòu)造軸的生產(chǎn)。

在根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的設(shè)計方案中，端面壁的第一壁厚到第二壁厚的過渡部從至少一個銷部件開始基本上連續(xù)地和/或單調(diào)地設(shè)計。通過在徑向方向上向外地連續(xù)和/或單調(diào)地減小的壁厚，在銷部件的離心負(fù)載的情況中確保了在端面壁中、在至軸承座的過渡區(qū)域中和至連接區(qū)域的過渡區(qū)域中的基本上均勻的應(yīng)力分布，其中避免了在具有跳躍形的或者階梯類型變化的壁厚的區(qū)域中的機(jī)械應(yīng)力峰值。在至少一個銷部件中的均勻的機(jī)械應(yīng)力分布允許了非常充分地利用銷部件所使用的材料的強(qiáng)度和差分構(gòu)造軸的改善的輕結(jié)構(gòu)設(shè)計。