【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及轴向通量电机，该轴向通量电机具有包括第一定子半部和第二定子半部的定子，第一定子半部和第二定子半部的径向外端面经由径向外部连接件彼此连接，轴向通量电机具有布置在定子半部之间并且相对于定子以可旋转的方式安装的转子，并且轴向通量电机具有以不可旋转的方式接触转子的转子轴。转子轴经由轴承装置支承相应的第一定子半部和第二定子半部，其中，在转子与定子之间沿轴向方向作用有磁力。此外，本专利技术涉及具有这种轴向通量电机的电机装置。
技术介绍
1、在电动马达或电机中，定子与转子之间会产生(强)磁场，使得在这些部件之间作用有(强)磁力。该磁力必须由电动马达的结构、特别是以其整体支承和承受。在电动马达中，精确、刚性的机械电动马达结构是重要的，特别是对于电动马达中产生的磁场流经的部件而言，因为即使部件之间的小的位置偏差(比如转子与定子之间改变的气隙，特别是在轴向通量机器中)也会对磁通量产生显著影响。因此，重要的是能够确保电动马达的非常精准的机械结构，以确保电气部件或磁性部件的必要的精确对准。由于磁力(例如由于因磁力而发生的部件的弹性变形)导致的电动马达中的尺寸偏差、即关于形状或位置的偏差会损害其效率、使用寿命和/或性能。
2、作为电动马达的特殊实施方式，轴向通量机器的力支承提出了特殊的挑战。在轴向通量机器中，定子和转子在轴向上(相对于电动马达的输出轴或旋转轴线)彼此相邻布置，并且定子与转子之间的磁力沿轴向方向作用。轴向通量机器通常具有相对平坦的盘形转子和定子，对于这些转子和定子，难以支承作用在其上的磁力，特别是在负载变化的情况下
3、为此，在现有技术中已经开发了一种呈i型布置的轴向通量电机，即其中转子轴向布置在两个定子半部之间、两个定子半部中的每个定子半部经由径向外部连接件在其径向外端面(相对于轴向通量机器的输出轴)处彼此连接的轴向通量电机。另外，两个定子半部在其径向内端面处(相对于轴向通量机器的输出轴)通过轴承装置、特别是在每种情况下通过一个轴承连接至以不可旋转的方式联接至转子的转子轴。
4、沿轴向方向作用的磁力可以经由轴承装置和经由在下文中称为“轭”的径向外部连接件两者支承在这种轴向通量电机中。因此，作用在两个定子半部上的磁力不必仅经由轭从一个定子半部传递至另一个定子半部。如果磁力仅由轭吸收/传递，则这将需要特别坚固、重且大的支承结构(例如厚壁定子壳体)，以防止受到交变磁力的定子半部中的每个定子半部的内边缘在轴向方向上不可接受地偏转。然而，轴承装置和轭相互作用成使得定子结构对由于作用在其上的磁力而引起的变形不敏感，这对电动马达、特别是对其效率、使用寿命和性能具有非常积极的影响。
5、在这种类型的轴向通量电机中，轴承装置吸收作用在其上的磁力的大约一半(略小于50％)。这给轴承装置带来沉重的负载。
6、轴承装置或轴承上的如此高的负载会显著缩短其使用寿命。如果轴承装置由于高负载而过载，则其可能不再能够按预期支承定子半部，并且转子与定子之间的气隙可能因此改变(特别是，气隙可能变得更小)。这将导致马达特性发生显著且有害的变化。为了防止气隙中的不必要的变化和轴承过早损坏，相应地，对于如此高的轴承负载，必须使用大的重型轴承。然而，轴承必须越大和负载越高，轴承就变得越昂贵和笨重，并且轴承损失(比如滚动摩擦损失和阻力矩)越大。
技术实现思路
1、因此，本专利技术基于最小化或消除现有技术的缺点的目的。特别地，本专利技术的目的是提供一种轴向通量电机，其一方面本身具有高效率、长使用寿命和优异的性能，并且同时与常规轴承相比，其轴承更小且更便宜并且具有更长的使用寿命。然而，与现有技术相比，磁场流经的轴向通量电机的部件的基本尺寸不应改变。特别期望的是经由定子半部之间的径向外部连接件(轭)传递更大比例(以百分比计)的磁力。
2、该目的通过一种具有权利要求1的特征的轴向通量电机来实现。
3、优选地用于驱动可电驱动的机动车辆的轴向通量电机优选地设计成：具有定子，该定子具有第一定子半部和第二定子半部，第一定子半部和第二定子半部的(相对于轴向通量机器的输出轴或旋转轴线的)径向外端面经由径向外部连接件彼此连接；具有转子，该转子布置在定子半部之间并且相对于定子以可旋转的方式安装；并且具有转子轴，该转子轴以不可旋转的方式接触转子。转子轴经由轴承装置(径向内部连接件)支承相应的第一定子半部和第二定子半部(特别是它们的径向内端面)。在转子与定子之间沿轴向方向(相对于轴向通量机器的输出轴或旋转轴线)作用有磁力或磁场。在两个定子半部中的至少一个定子半部中，采取结构措施以产生将两个定子半部中的至少一个定子半部推离转子以抵消磁力的预加载。
4、换句话说，至少一个定子半部直接(经由其材料性能)或间接(经由外部预加载元件)实现弹簧效应，这抵消了磁力并且因此还抵消了例如定子结构的弹性变形。因此，预加载抵消了磁力并且因此抵消了定子部件/定子结构的任何潜在的弹性变形。
5、在这种情况下，磁力一方面从一个定子半部经由轴承装置轴向地流动至转子轴，并且从该转子轴经由轴承装置流动至另一个定子半部，并且另一方面经由径向外部连接件流动至另一个定子半部。磁力通常在定子半部上作用成使得磁力沿轴向方向朝向转子吸引定子半部。至少一个定子半部的预加载/预载力抵消该磁力，即预加载在远离转子的轴向方向上作用。这导致总轴向力：如果总预载力大于最大磁力，则总轴向力从定子半部远离转子向外作用。如果磁力大于总预载力，则总轴向力从定子半部朝向转子向内作用。由于预加载，定子结构具有两个定子半部远离彼此、即也远离转子移动的趋势。这有利地减小了作用在轴承装置上的磁力。这可以有利地增加轴承装置的使用寿命，这进而确保轴向通量电机的高效率、高性能和使用寿命。
6、换句话说，本专利技术涉及一种具有优选地用于驱动可电驱动的机动车辆的轴向通量电机的电机装置，该轴向通量电机具有定子和转子。转子轴与转子旋转接触。转子经由至少一个轴承点/轴承装置以可旋转的方式安装在电机装置内。优选地，定子具有至少第一定子半部和第二定子半部，第一定子半部和第二定子半部通过气隙在相应不同的轴向侧上与转子轴向地间隔开。
7、为了减少轴承点/轴承装置上的高负载，较大比例的轴向力经由定子半部中的至少一个定子半部之间的穿过定子支承结构的轴向外部连接点(径向外部连接件)传递。至少一个定子半部的经由轴承和转子的轴承装置(径向内部连接件)通过定子支承结构的预加载而减轻。定子支承结构的固有刚性趋于使至少一个定子半部的内部部分抵抗磁力轴向移动。另外，定子支承结构的预加载可以抵消由于作用在定子上的力而导致的定子的变形或滑动。
8、在从属权利要求中说明了本专利技术的其他有利的实施方式。
9、在本专利技术的有利实施方式中，至少本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种轴向通量电机(1)，所述轴向通量电机具有包括至少一个定子半部(3、4)的定子(2)、具有相对于所述定子(2)沿轴向方向布置且相对于所述定子(2)以可旋转的的方式安装的转子(6)、并且具有以不可旋转的方式接触所述转子(6)的转子轴(7)，其中，在所述转子(6)与所述定子(2)之间沿所述轴向方向作用有磁力，其特征在于，采取结构措施以产生将所述至少一个定子半部(3、4)推离所述转子(6)以抵消所述磁力的预加载。
2.根据权利要求1所述的轴向通量电机(1)，其特征在于，所述至少一个定子半部(3、4)本身由于其刚性而产生预加载，或者使用与所述定子(2)分开形成的预加载元件(19、20)，所述预加载元件连接至所述至少一个定子半部(3、4)以实现预加载。
3.根据权利要求1或2所述的轴向通量电机(1)，其特征在于，所述至少一个定子半部(3、4)具有在径向上在外部连接至彼此的第一定子半部(3)和第二定子半部(4)。
4.根据权利要求3所述的轴向通量电机，其特征在于，所述定子(2)具有定子壳体(9)，所述定子壳体具有第一半壳(10)和第二半壳(11)，所
5.根据权利要求4所述的轴向通量电机(1)，其特征在于，所述预加载被实现为使得所述第一半壳(10)或所述第二半壳(11)具有这样的形状以致处于自由状态的第一半壳(10’)或第二半壳(11’)在所述定子半部(3、4)暴露于强磁场并经由轴承装置(8)连接至所述转子轴(7)之前从其径向外部区域开始朝向其径向内部区域连续且越来越多地远离所述转子(6)延伸。
6.根据权利要求4或5所述的轴向通量电机(1)，其特征在于，根据所述第一半壳(10)或所述第二半壳(11)的刚性设定所述第一半壳(10)或所述第二半壳(11)的预载路径。
7.根据权利要求6所述的轴向通量电机，其特征在于，所述第一半壳(10)和所述第二半壳(11)刚性相等，并且所述第一半壳(10)和所述第二半壳(11)的预载路径相同，或者两个半壳(10、11)中的一个半壳比另一个半壳(10、11)刚性更大，并且刚性较大的半壳(10、11)设置成不具有预载路径或比刚性较小的半壳(10、11)具有更小的预载路径。
8.根据权利要求4至7中的任一项所述的轴向通量电机(1)，其特征在于，所述第一半壳(10)或所述第二半壳(11)的至少一个纵向侧部或端面在没有磁力作用的状态下具有在所述轴向方向上远离所述转子(6)膨胀的外曲率部(23)或朝向所述转子(6)膨胀的内曲率部。
9.根据权利要求3至8中的任一项所述的轴向通量电机(1)，其特征在于，设置有两个轴承(12、13)，所述两个轴承中的一个轴承在每种情况下将所述第一定子半部(3)和所述第二定子半部(4)中的一个定子半部连接至所述转子(6)或所述转子轴(7)并且经由所述转子或所述转子轴(7)实现从一个定子半部(3、4)到另一个定子半部(3、4)的轴向力传递。
10.根据权利要求9所述的轴向通量电机(1)，其特征在于，所述轴向通量机器(1)中的总预载力设定为小于所述磁力，并且所述两个轴承(12、13)具有防止所述第一定子半部(3)和所述第二定子半部(4)朝向彼此移动的轴向力传递方向。
11.根据权利要求9所述的轴向通量电机(1)，其特征在于，所述轴向通量机器(1)中的总预载力设定为大于最大出现的磁力，并且所述两个轴承(12、13)具有防止所述第一定子半部(3)和所述第二定子半部(4)移开的轴向力传递方向。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的轴向通量电机(1)，其特征在于，所述至少一个定子半部(3、4)通过与所述定子半部(3、4)分开形成的外部预加载元件(19、20)设置有预加载，其中，所述外部预加载元件(19、20)的第一端部支承在所述至少一个定子半部(3、4)的径向更向外定位的区域上，并且所述外部预加载元件(19、20)的第二端部支承在所述至少一个定子半部(3、4)的径向更向内定位的区域上。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种轴向通量电机(1)，所述轴向通量电机具有包括至少一个定子半部(3、4)的定子(2)、具有相对于所述定子(2)沿轴向方向布置且相对于所述定子(2)以可旋转的的方式安装的转子(6)、并且具有以不可旋转的方式接触所述转子(6)的转子轴(7)，其中，在所述转子(6)与所述定子(2)之间沿所述轴向方向作用有磁力，其特征在于，采取结构措施以产生将所述至少一个定子半部(3、4)推离所述转子(6)以抵消所述磁力的预加载。
2.根据权利要求1所述的轴向通量电机(1)，其特征在于，所述至少一个定子半部(3、4)本身由于其刚性而产生预加载，或者使用与所述定子(2)分开形成的预加载元件(19、20)，所述预加载元件连接至所述至少一个定子半部(3、4)以实现预加载。
3.根据权利要求1或2所述的轴向通量电机(1)，其特征在于，所述至少一个定子半部(3、4)具有在径向上在外部连接至彼此的第一定子半部(3)和第二定子半部(4)。
4.根据权利要求3所述的轴向通量电机，其特征在于，所述定子(2)具有定子壳体(9)，所述定子壳体具有第一半壳(10)和第二半壳(11)，所述第一半壳限定所述第一定子半部(3)的外侧部，所述第二半壳限定所述第二定子半部(4)的外侧部，并且所述第一半壳(10)或所述第二半壳(11)具有引起抵消所述磁力的预加载的固有刚性。
5.根据权利要求4所述的轴向通量电机(1)，其特征在于，所述预加载被实现为使得所述第一半壳(10)或所述第二半壳(11)具有这样的形状以致处于自由状态的第一半壳(10’)或第二半壳(11’)在所述定子半部(3、4)暴露于强磁场并经由轴承装置(8)连接至所述转子轴(7)之前从其径向外部区域开始朝向其径向内部区域连续且越来越多地远离所述转子(6)延伸。
6.根据权利要求4或5所述的轴向通量电机(1)，其特征在于，根据所述第一半壳(10)或所述第二半壳(11)的刚性设定所述第一半壳(10)或所述第二半壳(11)的预载路径。
7.根据权利要求6所述的轴向通量电机，其特征在于，所述第一半壳...
【专利技术属性】
技术研发人员：德克·雷姆尼茨，伊沃·阿格纳，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：
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